醫(yī)用化學第十六章 含氮有機化合物課件

第十六章

含氮有機化合物

含氮有機化合物是指分子結(jié)構(gòu)中含有碳氮鍵(C－N)的一類化合物。廣泛分布于自然界中，與日常生活及生命過程密切相關(guān)，在生命科學中占有及其重要的地位第一節(jié)胺

一、胺的分類和命名氨分子中的氫原子被烴基所取代的衍生物稱為胺(amine)。

(一)

分類脂肪胺和芳香胺。伯胺、仲胺、叔胺(也稱一級胺、二級胺、三級胺)，也可分別用1o胺、2o胺、3o胺來表示。伯胺、仲胺、叔胺與伯醇、仲醇、叔醇不同。

伯胺仲醇一元胺(含一個氨基)、二元胺(含兩個氨基)和多元胺(含兩個以上的氨基)。例如：

一元胺二元胺季銨堿或季銨鹽。胺的鹽。

(二)命名簡單胺的命名是以胺為母體。CH3NH2CH3CH2NHCH2CH3CH3NHCH2CH3

甲胺二乙胺甲乙胺

苯胺

芐胺

-萘胺

當?shù)由贤瑫r連有芳香烴基和脂肪烴基時，則以芳香胺作為母體，脂肪烴基作為取代基寫在母體名稱前，并冠以“N”

字，表示脂肪烴基是連在氮原子上，而不是連在芳環(huán)上。例如：

N-甲基苯胺

N,N-二甲基苯胺

N-甲基-N-乙基苯胺二、胺的結(jié)構(gòu)脂肪胺具有類似氨的結(jié)構(gòu)，是一個棱錐體結(jié)構(gòu)。胺的孤對電子位于棱錐體的頂端，決定了胺的某些化學性質(zhì)，例如堿性和親核性。

氨、甲胺和三甲胺的結(jié)構(gòu)三、胺的性質(zhì)1．胺的堿性和成鹽反應(yīng)

氯化苯銨苯胺鹽酸鹽

當銨鹽與堿溶液作用時，可重新游離出原來的胺，說明胺的堿性較弱。

局部麻醉劑普魯卡因在臨床上常制成其鹽酸鹽，供肌肉注射用。

2．?；磻?yīng)

叔胺氮原子上無氫原子，所以不能發(fā)生酰化反應(yīng)。

酰化反應(yīng)對于藥物的修飾具有重要的意義。在藥物分子中引進?；?，?？稍黾铀幬锏闹苄裕欣隗w內(nèi)的吸收，提高或延長其療效，并可降低藥物毒性。

氨基易于被氧化，在有機合成及藥物制備中常用?；磻?yīng)來保護氨基。撲熱息痛對羥基苯胺(2)仲胺與亞硝酸反應(yīng)

N-亞硝基化合物毒性很強，它可以破壞生物體內(nèi)的細胞蛋白，是引起人類癌癥的主要致癌物，在近300種N-亞硝基化合物中約90％具有致癌作用。

4．芳胺苯環(huán)的親電取代反應(yīng)

第二節(jié)酰胺一、酰胺的結(jié)構(gòu)和命名羧酸分子中羧羥基被氨基或烴氨基取代后的化合物稱為酰胺，通式為：

酰胺氮上沒有其他取代基的簡單酰胺，命名時在酰基名稱后面加上“胺”字，稱為“某酰胺”。例如：

乙酰胺2-甲基丙酰胺苯甲酰胺

2-甲基-5-異丙基苯胺酰胺氮上連有取代基時，將取代基的名稱寫在酰胺名稱之前，并加詞首“N-”或“N,N-”，以表示該取代基是直接與氮原子相連接的。例如：

N-甲基乙酰胺N,N-二甲基苯甲酰胺N-甲基-N-乙基丙酰胺二、酰胺的化學性質(zhì)

1.酸堿性酰胺是近似中性的化合物，不能使石蕊試紙變色。

2．水解在通常情況下酰胺水解較慢，但在酸或堿的催化下能加速反應(yīng)進行，生成羧酸或羧酸鹽。

青霉素分子中有酰胺鍵，需采用粉針劑，在臨用時配制，當日用完。三、重要的酰胺及其衍生物(一)尿素[CO(NH2)2]尿素又叫脲，它可以看成是碳酸的酰二胺。1．弱堿性

硝酸脲(白色沉淀)2．水解反應(yīng)

3．與亞硝酸反應(yīng)利用這個反應(yīng)，可測定尿素的含量。4．縮二脲反應(yīng)

縮二脲在縮二脲的稀堿溶液中滴加微量稀硫酸銅溶液時則產(chǎn)生紫紅色的顏色反應(yīng)，這一反應(yīng)叫縮二脲反應(yīng)。凡是分子中含有兩個或兩個以上相鄰酰胺鍵(－CONH－)的化合物都能顯示這種顏色反應(yīng)，故可用于某些有機物(比如多肽、蛋白質(zhì)等)的分析鑒定。

丙二酰脲又叫巴比妥酸(Barbituricacid).

酮型烯醇型丙二酰脲本身無醫(yī)療作用，但它的亞甲基上的兩個氫原子被烴基取代后的化合物在臨床上具有鎮(zhèn)定和催眠的作用，是一類對中樞神經(jīng)系統(tǒng)起抑制作用的鎮(zhèn)靜劑和安眠藥，總稱為巴比妥類藥。

巴比妥戊巴比妥

苯巴比妥(魯米那)異戊巴比妥常見的磺胺類藥物有磺胺嘧啶(SD)、磺胺甲基異噁唑(SMZ)和磺胺鄰二甲氧嘧啶(SDM)等。另一種三甲氧基芐氨嘧啶(TMP)本身不屬于磺胺類藥物，但它與磺胺類藥物合用能增強磺胺藥物的殺菌作用。

磺胺嘧啶(SD)

三甲氧基芐氨嘧啶(TMP)

磺胺甲基異噁唑(SMZ)一、雜環(huán)化合物的分類和命名二、單雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)和芳香性在所有的雜環(huán)母核中，凡是具有共軛雙鍵體系的五元環(huán)和六元環(huán)，都具有芳香性。現(xiàn)以單雜環(huán)化合物為例，來分析它們的結(jié)構(gòu)和芳香性的關(guān)系。

呋喃噻吩吡咯呋喃、噻吩、吡咯的軌道結(jié)構(gòu)示意圖這個p-π共軛體系中，五個原子分享六個π電子，電子離域使環(huán)上各碳原子的電子云密度相對升高，因此，這類雜環(huán)進行親電性取代比苯容易。

吡啶的軌道結(jié)構(gòu)示意圖

氮的三個sp2雜化軌道中，有一個被孤對電子占據(jù)，未參與形成共軛體系。因此吡啶環(huán)與五員雜環(huán)情況不同，構(gòu)成芳香體系的是π-π共軛，而不是p-π共軛。由于氮原子的電負性較強，使環(huán)上碳原子的電子云密度相對降低，因此，親電性取代反應(yīng)比苯要難以進行。

三、重要的雜環(huán)衍生物(一)呋喃及其衍生物

硝基呋喃類藥物。

硝呋丙腙

(三)噻唑、吡唑和咪唑衍生物噻唑衍生物主要有維生素Ｂ1和抗生素青霉素類。

芐青霉素的效用較好，其鈉或鉀鹽為治療革蘭氏陽性菌感染的首選藥物。(四)吡啶及其衍生物吡啶及其衍生物廣泛存在于自然界中。維生素B6包括下列三個組分：

吡哆醇吡哆醛吡哆胺維生素B6是蛋白質(zhì)代謝的必要物質(zhì)，缺乏它蛋白質(zhì)代謝就不能正常進行。維生素PP。

-吡啶甲酸(煙酸)-吡啶甲酰胺(煙酰胺)雷米封，是一種有效的抗結(jié)核病的藥物。

異煙肼（五）咪唑和組胺含咪唑環(huán)的物質(zhì)廣泛存在于自然界中，如組氨酸，它是蛋白質(zhì)的組成成分之一。組氨酸經(jīng)細菌腐敗作用或在人體內(nèi)分解，可以脫羧變成組胺。組胺有收縮血管的作用，人體內(nèi)如果組胺含量過多，往往發(fā)生過敏反應(yīng)。

組氨酸組胺(六)嘧啶及其衍生物嘧啶的衍生物廣泛存在于自然界，其重要的衍生物胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶是核酸的組成部分。

胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(T)(4-氨基-2-氧嘧啶)(2,4-二氧嘧啶)(5-甲基-2,4-二氧嘧啶)(七)吲哚及其衍生物

吲哚與-甲基吲哚都具有糞臭味，共存于糞中。純的吲哚在極稀時有花的香氣，可用作香料。-吲哚乙酸是一種植物生長調(diào)節(jié)劑。色氨酸是人體必需的一種氨基酸。

-吲哚乙酸

色氨酸

(八)喹啉和異喹啉衍生物喹啉和異喹啉是由苯環(huán)和吡啶環(huán)在不同位置上稠合而成，都存在于煤焦油中。它們是許多生物堿的母體?？鼘幨莻鹘y(tǒng)的抗瘧藥，存在于金雞納樹皮中。許多合成的抗瘧藥就是以奎寧的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)設(shè)計和篩選出來的，如氯喹。

奎寧

氯喹異喹啉族生物堿包括嗎啡生物堿，如罌粟堿。

罌粟堿(九)嘌呤及其衍生物嘌呤是由咪唑和嘧啶兩個雜環(huán)稠合而成。

9H-嘌呤7H-嘌呤嘌呤本身不存在于自然界中，但它的衍生物卻分布很廣。嘌呤的衍生物腺嘌呤、鳥嘌呤為核酸的組成部分。

腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)(6-氨基嘌呤)(2-氨基-6-羥基嘌呤)

第四節(jié)生物堿

生物堿是一類天然的堿性含氮化合物，廣泛地分布于植物界，故又稱植物堿。生物堿的分子結(jié)構(gòu)多數(shù)屬于仲胺、叔胺或季銨類，少數(shù)為伯胺類，常含有含氮雜環(huán)。生物堿具有多種多樣的生物活性。生物堿都具有堿性。

生物堿的溶解度性質(zhì)十分重要，在提取分離、精制生物堿時，都要應(yīng)用這些性質(zhì)。

四、常見的生物堿(一)

麻黃堿(麻黃素)麻黃是我國特產(chǎn)，4000年前即已入藥。它含有多種生物堿，其中主要存在的是兩種麻黃堿，其含量達1.5%。即D-(－)-麻黃堿(占80%左右)和L-(＋)-偽麻黃堿(約20%)(麻黃堿有兩個不相同的*Ｃ，應(yīng)有4個旋光異構(gòu)體)。

D-(－)-麻黃堿L-(＋)-偽麻黃堿

m.p.38℃＝－6.3?m.p.118℃＝＋51?

將麻黃堿脫氧制得的脫氧麻黃堿，是一種無味透明晶體，形狀像冰糖又似冰，故又稱“冰”毒。是目前國際、國內(nèi)嚴禁的毒品，是諸多毒品中最強的一種，對人體損害程度遠強于海洛因。近年來又有其衍生物如MDMA，以“搖頭丸”、“藍精靈”等商品名出現(xiàn)在青少年中，造成極大的危害。

N-甲基苯異丙胺(脫氧麻黃素)MDMA

(二)煙堿煙草中含有十多種生物堿，其中最重要的(2%～8%)是煙堿和新煙堿，結(jié)構(gòu)如下：

煙堿新煙堿b.p.246℃b.p.272℃=－169?=－83.1?

(三)小蘗堿小蘗堿又名黃連素，是一種季銨類化合物。

小檗堿(黃連素)

(四)喜樹堿(五)莨菪堿莨菪堿存在于茄科植物內(nèi)。其外消旋體即“阿托品”。

莨菪堿