胺和生物堿珊

1、醫(yī)用有機化學吳海珊(1020403)第十二章 胺和生物堿1作業(yè)：P.176 4、7、8、 9、10自學： P.165 三2有機含氮化合物與生命有非常密切的聯(lián)系，例如：氨基酸腺嘌呤青霉素鈉環(huán)丙沙星3主要內容：第一節(jié) 胺第二節(jié) 重氮鹽和偶氮化合物（偶聯(lián)反應）第三節(jié) 生物堿堿性（重點）與亞硝酸的反應（難點）4第一節(jié) 胺一、胺的通式和命名1. 胺的通式和官能團C3H9N（1o 胺）（2o 胺）（3o 胺）與1o 碳相似5分子式：公式：不飽和度C3H9N有一個N，就多一個H6氨 基 -NH2亞氨基 -NH-次氨基 -N-官能團：叔醇伯胺72. 命名. 普通命名法：簡單的胺烴基名稱 + “胺”乙胺二甲胺甲

2、乙胺NH2環(huán)己胺8.系統(tǒng)命名法（與醇、酚相似）選主鏈：含N和重鍵的最長、取代基 最多碳鏈，稱某胺。編號： N的編號最小。其取代基 （同烷烴）。 2-丁胺CH3NH2CHCH2CH3 3 2 1脂肪胺94 3 2 13-甲基-1-丁胺N-甲基-2-丁胺4 3 2 110苯胺NH2CH34-甲基苯胺N-甲基-N-乙基苯胺芳香胺11注：當有兩個官能團時，以優(yōu)先官能團 為母體，其編號為最小。優(yōu)先次序：COOHCHOO C OHCCCCRNH2R較簡單121 2 3 44-氨基-2-丁醇4-二甲氨基苯甲醛2-甲基-4-甲氨基-1-戊胺15 4 3 2113季銨鹽、季銨堿：(CH3)4N+OH-N+CH3

3、CH3CH3CH2CH3Br-溴化三甲基乙基銨胺的鹽：NH3+Br-溴化苯銨氫氧化四甲基銨命名與無機銨相似14二、胺的結構和化學性質雜化7N：1s22s22p3sp3不等性雜化（一）、結構15NCH3HH.HHCHHH甲胺分子形成示意圖：16HHN苯胺的結構HHHp-共軛效應17NCH3HH.氨基的氧化反應顯堿性?；磻河H核試劑（二）、化學性質181. 堿性與成鹽反應CH3-NH2 + H2O CH3-NH3+ + OH- 氮上的電子云密度越大就越不穩(wěn)定，堿性越大正離子在溶劑中越穩(wěn)定，其正向反應越容易，胺的堿性越大空間位阻越小，堿性越大19一般規(guī)律：脂肪胺 NH3 芳香胺pKb 3.34 4

4、.76 9.40 NH2 氨 苯胺甲胺胺堿性的強弱：20. 影響堿性的因素之一電子效應a. 誘導效應HN 標準 斥電子RNe吸電子ArNe脂肪叔胺 脂肪仲胺 脂肪伯胺 氨 芳香胺 21NHH.b. 共軛效應芳香胺：p-共軛效應使N上的電子云密度降低，堿性降低。按電子效應，堿性順序為：脂肪叔胺 仲胺 伯胺 NH3 芳香胺22. 影響堿性的因素之二溶劑化效應想一想：烴基的多少對胺類化合物的水溶性和堿性有何影響？RNH2 + H+RNH3 +RNHHH:OH2:OH2:OH2+RNH:OH2RR+氫鍵23按溶劑化效應，堿性順序為： 伯胺 仲胺 叔胺溶劑化效應越強，形成的銨正離子越穩(wěn)定，胺的堿性越強。

5、24. 影響堿性的因素之三空間效應伯胺仲胺叔胺空 間 位 阻25按空間效應，堿性順序為： 伯胺 仲胺 叔胺空間效應越強，胺越難與質子結合，堿性越弱。26 綜合上述各種因素，在水溶液中，胺的堿性強弱次序為：脂肪仲胺脂肪伯胺叔胺氨芳香胺芳香胺：芳香伯胺芳香仲胺芳香叔胺季銨堿 (CH3)4N+ OH-空間效應為主27練習：12341231. 將下列化合物按其堿性強弱排列： 氨 乙胺 苯胺 氫氧化四乙銨 苯胺 對-硝基苯胺 對甲基苯胺282下列化合物堿性最強的是：DCAB29 成鹽：CH3-NH2 + HCl CH3-NH3 +Cl- 氯化甲銨30意義：1、增大藥物的水溶性和穩(wěn)定性 資料：胺鹽不太傾向

6、于氧化分解，而且事實上沒有魚腥味；胺鹽溶于水，容易制成糖漿和注射液.麻黃堿，mp 79 oC，惡臭氣味，在空氣中易氧化麻黃堿鹽酸鹽，mp 217 oC，無味，在空氣中穩(wěn)定31 普魯卡因 鹽酸普魯卡因（局部麻醉藥）成鹽后水溶性和穩(wěn)定性增加32意義：2、胺的分離和提純 苯甲酸，苯胺（ 乙酸乙酯）HCl水層油層NaOH, 2. 萃取，去溶劑苯胺去溶劑苯甲酸33 常用的酰化劑： 酸酐、酰鹵CH3-NH2甲胺N-甲基乙酰胺2. ?；磻狝cylation活性大活性小34酰化反應的意義：改善藥物的性質，如提高脂溶性、降低毒性等.有機合成中用于保護氨基. 對乙酰氨基酚（撲熱息痛，解熱鎮(zhèn)痛藥）35 苯胺類解熱

7、鎮(zhèn)痛藥的發(fā)展過程：乙酰苯胺 (1886年)毒性：出現(xiàn)高鐵血紅蛋白和黃疸非那西?。?887年）毒性：對腎有持續(xù)性毒性 撲熱息痛（1893年）毒性：低于非那西丁苯胺劇毒，破壞造血系統(tǒng)363. 磺?；磻猻ulfonylation+RNH2SO2Cl苯磺酰氯 NaOH 生成鹽，溶解+R2NHSO2NR2SO2ClNaOH不溶叔胺？ 苯磺酰胺不反應。37用于鑒別：伯胺仲胺叔胺(1) 苯磺酰氯(2) NaOHHinsberg(興斯堡）試驗法（）成鹽溶解（）析出結晶（）分層384. 與亞硝酸(nitrous acid)反應不同的胺與HNO2發(fā)生不同的化學反應。問題：胺可以分成幾類？胺伯胺叔胺仲胺脂肪伯胺芳

8、香伯胺脂肪仲胺芳香仲胺脂肪叔胺芳香叔胺39與伯胺反應：形成重氮鹽N RN.+R-NH205 oCAr-NH205 oCN ArN.+R+ + N2偶氮化合物不穩(wěn)定較穩(wěn)定室溫Ar+ + N240H-O-N=O.HH-O-N=O.H+N=O.+H2O +a.形成硝鎓離子（親電試劑）硝鎓離子催化劑機理：形成重氮鹽41b. 形成N-亞硝胺N=O.+RNHH:RNHHN=O.+RNHN=O.+H+N-亞硝胺仲胺只到這一步42c. 形成重氮離子RNHN=O.+H+.RNN OH2.+H+N RN.+H2O重氮離子.RNHN=O.H+.RNN OH.H+.RNN OH.43脂肪重氮鹽低溫分解R-NH2可測定

9、NH2的含量N2 + R+ + Cl- 醇、烯、鹵烴等混合物05 oC不穩(wěn)定44芳香重氮鹽室溫分解0-50CHNO2NH2+ N2OHH2O, 室溫N N.+Cl-低溫時比脂肪重氮鹽穩(wěn)定45雜化7N：1s22s22p2sp等性雜化結構1 21號sp雜化軌道p軌道問：為什么芳香重氮鹽比較穩(wěn)定？46雜化7N：1s22s22p3sp不等性雜化1 22號sp雜化軌道p軌道47 重氮基是線型結構1 2-共軛使重氮鹽較穩(wěn)定48 實驗 芳香伯胺與亞硝酸的反應在試管中加入苯胺加入鹽酸至酸性在冰水浴中加入亞硝酸鈉生成重氮鹽將一部分重氮鹽加熱，有大量氣泡生成在另一部分重氮鹽中加入-萘酚出現(xiàn)紅色沉淀49 與仲胺反應

10、：形成N-亞硝胺R2NH05 oC05 oCAr-NHRR2NNO Ar-N NO R（黃色）（黃色）50 實驗 仲胺與亞硝酸的反應試管二乙胺試管N-甲基苯胺分別加入鹽酸調至酸性分別加入亞硝酸鈉出現(xiàn)黃色加入氫氧化鈉后顏色不變51N亞硝基化合物與癌 人類癌癥約有6090%是受環(huán)境影響而產生，其中90%又與化學物質有關，因此化學致癌物是環(huán)境中主要致癌因子。N亞硝基化合物是化學致癌物中比較普通和重要的一種，它經前體物硝酸鹽、亞硝酸鹽和胺，并通過食物和水在體內合成。常食新鮮蔬菜和水果，少食腌熏食品和含有硝酸鹽和亞硝酸鹽的肉制品，限制硝酸鹽和亞硝鹽的攝入量，對預防腫瘤的發(fā)生極為重要。52 自1956年M

11、agcc和Barncss首先發(fā)現(xiàn)二甲基亞硝胺有致癌性以來，人們就N亞硝基化合物與癌的關系進行了不斷的探索。在已發(fā)現(xiàn)的近300種此類化合物中80%以上有致癌作用，至今未發(fā)現(xiàn)任何一種動物能耐受而不發(fā)生癌。動物實驗和流行病學調查提示，N亞硝基化合物對人類有致癌的危險性，特別在肝癌、鼻咽癌、食道癌及胃癌的發(fā)生上可能具有重要作用。53與叔胺反應R3N05 oCArNRR05 oCR3NH+NaOHR3NNaOHC-亞硝基化合物 （桔黃色）翠綠色溶解重新游離54苯環(huán)發(fā)生親電取代反應桔黃色翠綠色+ HO-NOH+N=O.+H+OH：H+OH機理：55 實驗 叔胺與亞硝酸的反應試管三乙胺試管N,N-二甲基苯胺

12、分別加入鹽酸調至酸性分別加入亞硝酸鈉試管出現(xiàn)桔黃色加入氫氧化鈉后試管出現(xiàn)綠色56R-NH2Ar-NH2脂肪仲胺芳香仲胺脂肪叔胺芳香叔胺HNO20 5oCN2 + R-OH生成鹽，溶解N-亞硝基胺（黃色，加堿不變色）C-亞硝基化合物(桔黃色，加堿變翠綠色）重氮鹽, 加熱放N2（三）胺的鑒別57白色沉淀NH2Br2水BrBrBrNH2苯胺的鑒別：58I效應(次要)和p- 共軛(主要)使苯環(huán)的電子云密度增大，苯環(huán)得到活化。I效應（次要）p- 共軛定位活化強烈致活的鄰、對位定位基59HNO20 5oC黃色固體，加堿不變色桔黃色，加堿變翠綠色N2加熱后放N2練習：1. 鑒別下列化合物60苯胺乙胺乙酰胺尿

13、素溴水紅石蕊試紙（2）OH- CuSO4（1）加熱(+)白色沉淀（-）（-）（-）(+)變藍（-）（-）(+)紫紅色（-）612. 在05 oC與HNO2反應生成重氮鹽的是D. （CH3CH2）2NHC.A. CH3CH2NH2B.623.與HNO2反應生成致癌物N-亞硝基胺化合物的是C.B.A.CH3CH2NH2（CH3CH2）3ND.634. 能與苯磺酰氯反應，所得產物可溶于堿的是A. 苯胺 B. N-甲基苯胺 C. N,N-二甲基苯胺 D. 三甲胺64第二節(jié) 重氮鹽和偶氮化合物Diazonium salts and azo compound一、官能團和命名重氮基偶氮基氯化重氮苯偶氮苯65

14、二、重氮鹽的性質放氮形成Ar+，發(fā)生取代反應是弱的親電試劑，發(fā)生偶聯(lián)反應N N.+.661.重氮基被取代（放氮反應） 自學672. 偶聯(lián)反應(coupling reaction) （留氮 反應） 苯環(huán)的親電取代反應N N.+N N.+.是較弱的親電試劑，只能進攻活性高的芳環(huán)68N(CH3)2中性0OC4-二甲氨基偶氮苯 黃色N(CH3)2N=N.N N+.+強烈致活的鄰、對位定位基.與芳胺作用反應條件：中性或弱酸性，強酸性不反應69.與酚類作用反應條件：弱堿性.N N+.+弱堿性0OCOHN=N4-羥基偶氮苯 橘黃色70N2+弱堿性0OCOH+CH3OHN=NCH3OHNH2OHCH371偶聯(lián)

15、反應的重要用途是合成偶氮染料偶氮染料 azo dyes 偶氮基(-N=N-)兩端連接芳基的一類有機化合物。偶氮染料是合成染料中品種最多的一類，廣泛用于多種天然和合成纖維的染色和印花，也用于油漆、塑料、橡膠等的著色。 德國化學家J.P.格里斯在1858年發(fā)現(xiàn)了苯胺的重氮化反應;1861年Ch.曼恩發(fā)現(xiàn)芳香胺重氮鹽能與芳香胺或芳香酚偶合，從此得到第一個偶氮染料苯胺黃； 72蘇丹紅“蘇丹紅”并非食品添加劑，而是一種化學染色劑。該物質具有偶氮結構，由于這種化學結構的性質決定了它具有致癌性，對人體的肝腎器官具有明顯的毒性作用。Sudan l (蘇丹1號,黃色) 73第三節(jié) 生物堿生物堿是生物體內一類含氮

16、的具有一定生理活性的有機堿性化合物（又稱植物堿）。74一、結構 多數(shù)屬于仲胺 、叔胺或季銨類，常含有雜環(huán)結構。小檗堿（黃連） 抗菌、消炎75喜樹堿（喜樹） 抗癌76奎寧（金雞納樹） 抗瘧疾77二、生物堿的通性1. 物理性質 難溶于水，易溶于有機溶劑。生物堿多數(shù)味苦無色。 多數(shù)生物堿具有旋光性，大多是 左旋的，具有明顯的生理效應。782. 化學性質(1) 堿性與強酸生成鹽生物堿生物堿鹽H+OH-易溶于水79例：煙堿的提取HCl/H2O提取 NaOH水蒸氣蒸餾或有機溶劑萃取80(3) 顯色反應與濃硫酸、甲醛濃硫酸、濃鹽酸等呈現(xiàn)特殊的顏色反應。(2) 沉淀反應與生物堿試劑（如苦味 酸、磷鎢酸、碘化汞

17、鉀）等發(fā)生沉淀 反應。81R = R=H 嗎啡堿 morphineR = CH3 R=H 可待因 codeineR =R= 海洛因 Heroin三、嗎啡、可待因和海洛因的結構、功能與毒性82其它鎮(zhèn)痛藥 鎮(zhèn)痛作用為嗎啡的1/10，但成癮性小鹽酸美沙酮度冷丁臨床用于海洛因成癮的戒除治療83麻黃堿去氧麻黃素（又名冰毒）（冰毒，有強烈的至幻性和成癮性）84總結NCH3HH.氨基的氧化反應顯堿性?；磻河H核試劑851. 堿性CH3-NH2 + H2O CH3-NH3+ + OH- 氮上的電子云密度越大就越不穩(wěn)定，堿性越大空間位阻越小，堿性越大正離子在溶劑中越穩(wěn)定，其正向反應越容易，胺的堿性越大86脂肪仲胺脂肪伯胺叔胺氨芳香胺季銨堿 CH3-NH2 + HCl CH3-NH3