醫(yī)用有機化學：第11章-胺

第11章胺Amine本章主要內容1、胺的結構、分類與命名2、胺的化學性質（堿性、酰化反應、與亞硝酸的反應、芳胺芳環(huán)上的親電取代反應）3、重氮鹽與偶氮化合物4、重氮鹽的化學性質:取代（放氮）反應、

保留氮反應（還原與偶聯(lián)）第11章胺重點1、結構與命名2、化學性質難點1、胺堿性強弱比較2、胺與亞硝酸的反應3、重氮鹽的性質及在合成上的運用4、芳雜環(huán)上親電取代反應及活性比較第11章胺11.1.1胺的結構氨分子中的H原子被烴基取代后的衍生物稱為胺。氮原子在成鍵時發(fā)生了軌道雜化，形成了4個sp3不等性雜化軌道，其中3個軌道和3個其它原子（H或C）形成3個σ鍵，另一軌道含一對電子，在棱錐體的頂點，整個構型呈棱錐形。11.1胺的結構、分類和命名NHHHNH3CCH3CH3NH3CHH氮原子連有三個不同的原子或基團時，此氮原子為手性氮原子，胺分子即為手性分子，可以有一對對映體。

氨甲胺三甲胺11.1.1胺的結構甲乙胺的一對對映體

對映體至今未能分離得到，這是因為胺分子中氮上的孤對電子體積太小，起不到一個基團的作用，這兩個對映體可通過一個平面形過渡態(tài)相互轉變。11.1.1胺的結構

甲乙胺對映體的轉化11.1.1胺的結構季銨鹽正離子的對映體季銨類化合物能分離出比較穩(wěn)定的、具有光學活性的對映體。11.1.1胺的結構

苯胺氮原子sp3雜化，其中一對孤對電子是一種不等性雜化電子，該對電子所占有的sp3雜化軌道中p軌道成分較多，盡管苯胺分子不是一個平面型分子，但氮原子的孤對電子仍能與苯環(huán)的大π電子互相重疊，形成共軛體系。11.1.1胺的結構苯胺分子中共軛體系11.1.1胺的結構1.分類(1)按取代H原子的烴基數(shù)目分：

伯胺（1°胺）R-NH2

胺仲胺（2°胺）叔胺（3°胺）11.1.2胺的分類和命名(2)根據(jù)烴基的種類不同，胺可分為脂肪胺和芳香胺。

脂肪胺R-NH2

芳香胺Ar-NH211.1.2胺的分類和命名(3)根據(jù)分子中氨基的數(shù)目，胺可分為一元胺，二元胺或多元胺。

一元胺R-NH2

二元胺H2N-CH2-CH2-NH2

乙二胺(4)季銨鹽和季銨堿：氫氧化銨或銨鹽分子中四個氫原子完全被烴基取代而成的化合物分別稱為季銨堿或季銨鹽。R4N+X-R4N+OH-氯化四甲銨（季銨鹽）氫氧化四甲銨（季銨堿）氯化甲銨（伯胺鹽）11.1.2胺的分類和命名2.命名

CH3CH2-NH2CH3NHCH2CH3

乙胺甲乙胺

ethylaminemethylethylamineCH3CH2-NH-CH2CH3NH2-CH2-CH2-NH2

二乙胺乙二胺

diethylaminediaminoethane

11.1.2胺的分類和命名苯胺aniline

環(huán)己胺cyclohexylamine

甲乙異丙胺11.1.2胺的分類和命名二苯胺diphenylamine-萘胺-naphthylamine11.1.2胺的分類和命名

烷基連在芳胺氮原子上，則在烷基名稱前加“N”字母，以區(qū)別苯環(huán)上的取代基。

N,N-二甲基苯胺

N,N-dimethylanilineN-甲基-N-乙基苯胺N-ethyl-N-methylaniline11.1.2胺的分類和命名季銨化合物可看作是銨的衍生物來命名。例如：

(CH3)4N+Cl-(CH3)3N+(C2H5)OH-

氯化四甲基銨氫氧化三甲基乙基銨tetramethylammoniumdrimethylethyl-chlorideammoniumhydroxide11.1.2胺的分類和命名11.1.2胺的分類和命名矮壯素矮壯素

0.1%的新潔爾滅溶液作為手術器械及皮膚的消毒劑新潔爾滅比較復雜的胺，常以烴類作母體，氨基作為取代基來命名。例如：2-甲基-3-氨基戊烷

3-amino-2-methylpentane11.1.2胺的分類和命名3-二乙氨基戊烷3-dimethylaminopentane11.1.2胺的分類和命名例如：必須注意“氨、胺、銨”字的用法；氨用來表示氣態(tài)氨（NH3

）或基，如氨基（-NH2）亞氨基（NH）；胺用來表示NH3

的烴基衍生物；如CH3-NH2

甲胺；銨用來表示胺的鹽類及季銨類。11.1.2胺的分類和命名11.3.1胺的堿性NH3+

H2ONH4++

OH-NH2+

H2ORNH3++

OH-R胺在水溶液中的堿性主要取決于銨離子的溶劑化效應、電性效應和空間效應。11.3胺的化學性質1．溶劑化效應（胺分子中氮上的氫越多，其銨正離子越穩(wěn)定）伯胺>仲胺>叔胺2．電子效應的影響

脂肪叔胺>仲胺>伯胺>NH3>芳香胺3．空間效應的影響

N原子上連接的基團越多越大，則對N原子上的孤對電子的屏蔽作用越大，與質子的結合就越不易，堿性就越弱。11.3.1胺的堿性

脂肪胺，仲胺的堿性最強，而伯胺和叔胺次之。綜上所述，一個胺的堿性強弱應該是這些因素綜合影響的結果。各類胺的堿性強弱大致表現(xiàn)出如下順序：季銨堿>脂肪胺>NH3>芳香胺。季銨堿是強堿，其堿性與氫氧化鈉相近。11.3.1胺的堿性季銨堿與酸作用生成季銨鹽，遇到強堿不會游離出季銨堿，說明季銨堿是強堿性。

(建立新的平衡，而不游離出季銨堿)。11.3.1胺的堿性氨或胺的氮上有一對孤電子容易對鹵代烷發(fā)生SN2親核取代反應，得到一級胺、二級胺、三級胺和四級銨鹽的混合物，稱為霍夫曼（HofmannAW）烷基化反應。11.3.1胺的堿性季銨鹽的生成芳香胺的堿性注意:苯胺不能與醋酸成鹽按堿性強弱排序：苯胺二苯胺三苯胺11.3.1胺的堿性局部麻醉劑普魯卡因轉變?yōu)槠蒸斂ㄒ螓}酸鹽后，其藥用性能有哪些改善？穩(wěn)定性增加，水溶性增大，揮發(fā)性減小。11.3.1胺的堿性

練習：比較下列各組化合物水中的堿性，按堿性增強的次序排列：（1）a氨b苯胺c環(huán)己胺d苯磺酰胺

e苯甲酰胺f氫氧化四丁銨（2）a苯甲酸鈉b苯磺酸鈉c苯酚鈉、

d苯硫酚鈉e環(huán)己醇鈉debacfbadce共軛酸的酸性越強，共軛堿的堿性越弱。11.3.1胺的堿性

伯、仲胺能與乙酰氯、酸酐等?；瘎┓磻?，氨基上的H原子被?；〈甚０?。N-取代酰胺11.3.2胺的酰化反應N-取代酰胺叔胺的N原子上無氫原子，不能起酰化反應。11.3.2胺的酰化反應?；磻饬x：①利用?；磻设b別伯、仲胺。②?；磻稍黾铀幬镏苄?，降低毒性。③在有機合成中起保護氨基作用。11.3.2胺的?；磻?/p>

11.3.2胺的酰化反應磺?；磻?/p>

利用苯磺酰氯可以分離鑒別伯、仲、叔胺，這個方法叫興斯堡（Hinsberg）反應。11.3.2胺的?；磻交酋Ｂ?1.3.2胺的?；磻?/p>

不同類型的胺與HNO2反應，生成不同的產物。由于亞硝酸不穩(wěn)定，在反應中用NaNO2與HCl（或H2SO4）作用產生。

1.伯胺與HNO2的反應11.3.3胺與亞硝酸反應芳香伯胺若在低溫強酸性溶液與亞硝酸反應，生成重氮鹽。11.3.3胺與亞硝酸反應

2.仲胺與亞硝酸的反應

仲胺與HNO2反應生成中性的黃色油狀物或固體。N-亞硝基二乙胺（黃色油狀）11.3.3胺與亞硝酸反應N-甲基苯胺N-亞硝基-N-甲基苯胺（黃色或棕色油狀）亞硝基胺類化合物是致癌物質。11.3.3胺與亞硝酸反應3、叔胺與亞硝酸的反應（1）脂肪叔胺與亞硝酸的反應11.3.3胺與亞硝酸反應（2）芳香叔胺與亞硝酸的反應（發(fā)生取代反應生成碳亞硝基化合物）N,N-二甲基-4-亞硝基苯胺11.3.3胺與亞硝酸反應注意：取代反應優(yōu)先發(fā)生在氨基的對位，如對位已被其它基團占據(jù)，則發(fā)生在鄰位。不會在間位上發(fā)生取代。為什么？11.3.3胺與亞硝酸反應

1.鹵代反應

由于氨基使苯環(huán)活化，所以苯胺很容易發(fā)生親電取代反應。2,4,6-三溴苯胺（白色）11.3.4芳香胺的特殊反應如何由苯胺制備對溴苯胺？11.3.4芳香胺的特殊反應2.磺化反應11.3.4芳香胺的特殊反應3.硝化反應11.3.4芳香胺的特殊反應由苯胺制備鄰硝基苯胺反應先用磺酸基占據(jù)乙酰苯胺的對位，再進行親電取代反應時，硝基只能進入乙酰胺基的鄰位。硝化后再經水解，得鄰硝基苯胺。11.3.4芳香胺的特殊反應11.4重氮鹽的化學性質苯重氮正離子的結構在重氮正離子Ar-N+N中，C-N-N鍵是線型結構，其氮原子是以sp雜化軌道成鍵，其軌道與苯環(huán)形成共軛體系，氮原子的正電荷因離域而分散。重氮和偶氮化合物都含有-N2-（氮氮重鍵）-N2-的兩端都與烴基相連，叫偶氮化合物，-N=N-叫偶氮基；-N2-的一端與烴基相連，而另一端與非碳（如X等）相連叫重氮化合物，含有重氮基-N+≡N。11.4重氮鹽的化學性質重氮：偶氮：通式為：

11.4重氮鹽的化學性質氯化重氮苯重氮化合物、偶氮化合物的命名：對-羥基偶氮苯11.4重氮鹽的化學性質苯重氮正離子的結構在重氮正離子Ar-N+N中，C-N-N鍵是線型結構，其氮原子是以sp雜化軌道成鍵，其軌道與苯環(huán)形成共軛體系，氮原子的正電荷因離域而分散。11.4重氮鹽的化學性質

重氮化合物的化學性質非常活潑，能發(fā)生許多化學反應，一般歸納為兩類一是放氮反應（取代反應）；二是偶聯(lián)反應（留氮反應）。重氮鹽的反應11.4重氮鹽的化學性質11.4.1取代反應（放氮反應）

重氮基（-N2-）在不同條件下可被OH、-X、-CN、H等取代，生成各種不同的產物。11.4重氮鹽的化學性質11.4.1取代反應重氮鹽水解反應一般用重氮硫酸鹽在40~50%的硫酸溶液中進行，強酸可以避免反應生成的酚與未反應的重氮鹽發(fā)生偶聯(lián)反應，如果用重氮鹽的鹽酸溶液，則常有副產物氯化物生成。11.4.1取代反應問題：用苯胺為原料合成1,3,5-三溴苯解題思路：利用氨基的定位效應，引入溴原子；再根據(jù)重氮陽離子的放氮反應，將氨基除去。11.4.1取代反應例取代反應的應用11.4.1取代反應重氮鹽在適當條件下與芳胺或酚作用，由偶氮基（-N=N-）將兩個分子偶聯(lián)起來，生成偶氮化合物的反應，稱為偶聯(lián)反應。苯重氮正離子(C6H5N2+)是一種較弱的親電試劑，它只能與一些很活潑的芳香烴（如酚、芳胺等）發(fā)生親電取代反應。14.4.2偶聯(lián)反應1.與酚的偶聯(lián)反應與酚類偶聯(lián)的適宜條件：pH=8~9

酚氧負離子的對苯環(huán)的活化作用更強。14.4.2偶聯(lián)反應對-羥基偶氮苯（桔黃色）若堿性太強，重氮鹽會形成重氮酸鹽：重氮酸pH9~11重氮酸鹽pH11~1314.4.2偶聯(lián)反應對-二甲氨基偶氮苯（4-二甲氨基偶氮苯）反應最佳pH為5~72.與芳胺的偶聯(lián)反應14.4.2偶聯(lián)反應偶氮化合物具有鮮明的顏色，許多可作為染料。在醫(yī)學上，偶氮染料可作為組織和細菌的染色。有的可作為酸堿指示劑，如甲基橙：苯型結構醌型結構14.4.2偶聯(lián)反應

偶合位置：

由于空間阻礙，偶合反應主要發(fā)生在作用物的對位，若對位被占據(jù)時，才發(fā)生在鄰位。鄰、對位都被占據(jù)時，反應不能發(fā)生。偶合條件：與芳胺偶合：pH=5~7；與酚類偶合：pH=8~914.4.2偶聯(lián)反應14.4.