第十二章含氮有機化合物

學(xué)習(xí)目標(biāo)●熟悉胺、酰胺的結(jié)構(gòu)和命名●掌握胺、酰胺的性質(zhì)，知道重要的胺和酰胺及它們的衍生物的理化性質(zhì)●了解雜環(huán)化合物的分類和生物堿的一般性質(zhì)●熟悉雜環(huán)化合物的命名、重要的雜環(huán)化合物及重要的生物堿當(dāng)前第1頁\共有57頁\編于星期五\23點第一節(jié)胺一、胺的結(jié)構(gòu)、分類和命名(一)結(jié)構(gòu)胺可以看作是氨的衍生物（RNH2、R2NH、R3N）當(dāng)前第2頁\共有57頁\編于星期五\23點（二）胺的分類1.根據(jù)胺分子中氮原子直接相連的烴基種類不同，可分為脂肪胺和芳香胺。脂肪胺

芳香胺當(dāng)前第3頁\共有57頁\編于星期五\23點伯胺CH3CH2NH2CH3-NH-CH2CH3(CH3CH2CH2)3N仲胺叔胺2.根據(jù)與氮原子相連的烴基數(shù)目不同，胺可分為為伯胺(1°胺)、仲胺(2°胺)和叔胺(3°胺)當(dāng)前第4頁\共有57頁\編于星期五\23點季銨堿季銨鹽當(dāng)前第5頁\共有57頁\編于星期五\23點（三）胺的命名1.簡單胺的命名是根據(jù)氮原子上所連的烴基名稱來命名，當(dāng)?shù)由纤B的烴基相同時，用中文數(shù)字“二、三”表示相同的烴基數(shù)目。若烴基不同時，則按基團(tuán)由小到大的順序?qū)懗觥＠纾罕范野芳滓冶樊?dāng)前第6頁\共有57頁\編于星期五\23點2．對于氮原子上連接有脂肪烴基的芳香仲胺和叔胺，常在脂肪烴基之前冠以“N-”或“N，N-”字：N-甲基苯胺N，N-二甲基苯胺

當(dāng)前第7頁\共有57頁\編于星期五\23點3．對于比較復(fù)雜的胺，常以烴為母體，把氨基作為取代基來命名。例如：

2-甲基-4-氨基庚烷

3-甲氨基己烷當(dāng)前第8頁\共有57頁\編于星期五\23點4.季銨鹽、季銨堿可看作是銨的衍生物來命名。NH4OH(CH3)4N+OH-(CH3)3N+(C2H5)OHNH4Cl(C2H5)4N+Cl-(CH3)3N+

(C2H5)Cl-

氫氧化銨氫氧化四甲銨氫氧化三甲基乙基銨

氯化銨氯化四乙銨氯化三甲基乙基銨當(dāng)前第9頁\共有57頁\編于星期五\23點二、化學(xué)性質(zhì)氯化甲銨（或甲胺鹽酸鹽）氯化苯銨（一）堿性當(dāng)前第10頁\共有57頁\編于星期五\23點（二）酰化反應(yīng)

伯胺和仲胺都能與酰氯或酸酐反應(yīng)，反應(yīng)時胺分子中氨基上的氫原子被?；〈甚０?。當(dāng)前第11頁\共有57頁\編于星期五\23點三、重要的胺及胺的衍生物(一)苯胺苯胺為無色油狀液體，有刺激性氣味，沸點184℃。微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。苯胺有毒。當(dāng)前第12頁\共有57頁\編于星期五\23點（二）新潔爾滅新潔爾滅化學(xué)名為溴化二甲基十二烷基芐銨。常溫下為黃色膠狀體，吸濕性強，易溶于水和乙醇，芳香，味極苦。醫(yī)藥上常以0.1％的溶液用于皮膚和外科器械消毒。當(dāng)前第13頁\共有57頁\編于星期五\23點(三)膽堿和乙酰膽堿膽堿廣泛分布于生物體內(nèi)，是卵磷脂的組成部分，在腦組織和蛋黃中含量較高。膽堿有抗脂肪肝作用。當(dāng)前第14頁\共有57頁\編于星期五\23點乙酰膽堿是一種神經(jīng)遞質(zhì)，能特異性地作用于各類膽堿受體，興奮受體而引起多種生理效應(yīng)。當(dāng)前第15頁\共有57頁\編于星期五\23點(四)腎上腺素和去甲腎上腺素腎上腺素和去甲腎上腺素是腎上腺髓質(zhì)分泌的激素。人工合成的腎上腺素為白色結(jié)晶性粉末，無臭，味苦，極微溶于水。腎上腺素分子中有酚羥基和甲氨基，具酸堿兩性；具有鄰苯二酚結(jié)構(gòu)，遇光和空氣易氧化變質(zhì)。腎上腺素

去甲腎上腺素

當(dāng)前第16頁\共有57頁\編于星期五\23點第二節(jié)酰胺一、酰胺的結(jié)構(gòu)與命名（一)酰胺的結(jié)構(gòu)酰胺可以看作是羧酸中的羥基被氨基（-NH2）或烴氨基（-NHR、-NR2）取代后的化合物。也可以認(rèn)為是氨（NH3）或胺（RNH2、R2NH）分子中氮原子上的氫原子被酰基取代后的產(chǎn)物。通式為：式中R、R′、R″可以相同，也可以不同。當(dāng)前第17頁\共有57頁\編于星期五\23點

（二）命名1．簡單的酰胺是在酰基名稱后加上“胺或某胺”。例如乙酰胺苯甲酰胺乙酰苯胺當(dāng)前第18頁\共有57頁\編于星期五\23點2.若酰胺氮原子連有取代基，在取代基名稱前加字母“N”，表

示取代基連在氮原子上。例如：N-甲基乙酰胺N,N-二甲基乙酰胺當(dāng)前第19頁\共有57頁\編于星期五\23點二、酰胺的化學(xué)性質(zhì)（一）酸堿性酰胺具有弱酸性，能與強堿的水溶液生成鹽。當(dāng)前第20頁\共有57頁\編于星期五\23點（二）水解反應(yīng)酰胺在酸、堿或酶的作用下，可發(fā)生水解反應(yīng)。當(dāng)前第21頁\共有57頁\編于星期五\23點三、重要的酰胺及其衍生物（一）尿素尿素簡稱脲，白色結(jié)晶，熔點為133℃，易溶于水和乙醇。當(dāng)前第22頁\共有57頁\編于星期五\23點1.弱堿性尿素分子中含有兩個氨基，呈弱堿性，可與強酸生成鹽。硝酸脲當(dāng)前第23頁\共有57頁\編于星期五\23點2．水解反應(yīng)脲在酸或堿的催化下，加熱時發(fā)生水解；在脲酶作用下，水解反應(yīng)在常溫下就能進(jìn)行。當(dāng)前第24頁\共有57頁\編于星期五\23點3．與亞硝酸反應(yīng)

脲能與亞硝酸反應(yīng)，生成氮氣、二氧化碳和水當(dāng)前第25頁\共有57頁\編于星期五\23點4．縮二脲的生成及縮二脲反應(yīng)當(dāng)前第26頁\共有57頁\編于星期五\23點縮二脲難溶于水，能溶于堿溶液中。在縮二脲的堿性溶液中，滴入少量稀的硫酸銅溶液，溶液呈現(xiàn)出紫紅色，這個反應(yīng)稱為縮二脲反應(yīng)。凡是分子中含有兩個或兩個以上酰胺鍵的化合物(如多肽、蛋白質(zhì)等)都能發(fā)生縮二脲反應(yīng)。當(dāng)前第27頁\共有57頁\編于星期五\23點(二)丙二酰脲當(dāng)前第28頁\共有57頁\編于星期五\23點巴比妥苯巴比妥異戊巴比妥當(dāng)前第29頁\共有57頁\編于星期五\23點(三)胍脲分子中的氧原子被亞氨基()取代后的化合物稱為胍，又稱為亞氨基脲。胍分子中去掉1個氨基氫原子稱為胍基，去掉1個氨基稱為脒基。胍胍基脒基

當(dāng)前第30頁\共有57頁\編于星期五\23點鹽酸二甲雙胍當(dāng)前第31頁\共有57頁\編于星期五\23點第三節(jié)含氮雜環(huán)化合物具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且成環(huán)的原子除碳原子外，還含有其它元素原子的化合物，稱為雜環(huán)化合物。環(huán)中除碳原子外的其它元素的原子稱為雜原子。最常見的雜原子是氧、硫、氮等。當(dāng)前第32頁\共有57頁\編于星期五\23點一、雜環(huán)化合物的分類、命名（一）分類當(dāng)前第33頁\共有57頁\編于星期五\23點1.五元雜環(huán)當(dāng)前第34頁\共有57頁\編于星期五\23點2.六元雜環(huán)當(dāng)前第35頁\共有57頁\編于星期五\23點3.稠雜環(huán)當(dāng)前第36頁\共有57頁\編于星期五\23點（二）命名雜環(huán)化合物的命名，目前已經(jīng)統(tǒng)一采用“音譯法”，即把雜環(huán)化合物的英文名稱的漢字譯音，加上“口”字偏旁表示。例如：呋喃噻吩吡咯咪唑吡唑噻唑當(dāng)前第37頁\共有57頁\編于星期五\23點吡啶嘧啶吡嗪吡喃當(dāng)前第38頁\共有57頁\編于星期五\23點嘌呤吩噻嗪吖啶

喹啉異喹啉吲哚當(dāng)前第39頁\共有57頁\編于星期五\23點二、重要的雜環(huán)化合物(一)吡咯吡咯存在于煤焦油中，為無色液體，沸點131℃，不溶于水，溶于有機溶劑。吡咯的衍生物廣泛存在于自然界，如血紅素:當(dāng)前第40頁\共有57頁\編于星期五\23點(二)噻唑噻唑是無色有臭味的液體，沸點117℃，與水混溶。許多重要的藥物如維生素B1、青霉素G等都含有噻唑環(huán)。青霉素G當(dāng)前第41頁\共有57頁\編于星期五\23點當(dāng)前第42頁\共有57頁\編于星期五\23點(三)咪唑

咪唑是無色晶體，熔點90℃～91℃，易溶于水和乙醇，具有堿性，能與強酸生成穩(wěn)定的鹽。含咪唑環(huán)的藥物如抗真菌藥克霉唑，抗阿米巴藥、抗滴蟲藥、抗厭氧菌藥甲硝唑等。克霉唑甲硝唑

當(dāng)前第43頁\共有57頁\編于星期五\23點(四)吡啶

吡啶為無色液體，沸點為115℃，有惡臭，有毒，能與水、乙醇、乙醚等混溶。吡啶的重要衍生物維生素PP，包括煙酸和煙酰胺。

3-吡啶甲酸(煙酸)3-吡啶甲酰胺(煙酰胺)4-吡啶甲酰肼(異煙肼)當(dāng)前第44頁\共有57頁\編于星期五\23點(五)嘧啶嘧啶是無色結(jié)晶，熔點為22℃，易溶于水，有弱堿性。嘧啶的衍生物廣泛存在于自然界，如構(gòu)成核酸的堿基尿嘧啶、胞嘧啶和胸腺嘧啶含有嘧啶環(huán)。尿嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶當(dāng)前第45頁\共有57頁\編于星期五\23點合成藥物磺胺嘧啶及磺胺增效劑甲氧芐啶也含有嘧啶環(huán)?；前粪奏ぜ籽跗S啶當(dāng)前第46頁\共有57頁\編于星期五\23點

(六)嘌呤嘌呤為無色晶體，熔點216℃～217℃，易溶于水，可與強酸或強堿成鹽。嘌呤本身并不存在于自然界，但它的衍生物廣泛存在于動植物體中。腺嘌呤鳥嘌呤當(dāng)前第47頁\共有57頁\編于星期五\23點黃嘌呤尿酸當(dāng)前第48頁\共有57頁\編于星期五\23點第四節(jié)生物堿及其臨床應(yīng)用生物堿是一類存在于生物體內(nèi)，對人和動物具有明顯生理作用的含氮堿性有機化合物。大多數(shù)生物堿含有氮雜環(huán)，也有少數(shù)非雜環(huán)的生物堿當(dāng)前第49頁\共有57頁\編于星期五\23點一、生物堿的概述（一）物理性質(zhì)絕大多數(shù)生物堿是無色或白色的結(jié)晶性固體，只有少數(shù)是液體或有顏色。如煙堿為液體，小檗堿呈黃色。生物堿一般有苦味。多數(shù)生物堿難溶或不溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。多數(shù)生物堿具有旋光性，多為左旋體。當(dāng)前第50頁\共有57頁\編于星期五\23點（二）沉淀反應(yīng)大多數(shù)生物堿遇碘化汞鉀（K2[HI4]）、磷鎢酸鈉（H3PO4·12WO3）等生物堿沉淀劑作用生成有色沉淀，如碘化汞鉀試劑在酸性溶液中與生物堿反應(yīng)生成白色或淡黃色沉淀，硅鎢酸試劑在酸性溶液中與生物堿反應(yīng)生成灰白色沉淀。當(dāng)前第51頁\共有57頁\編于星期五\23點（三）顯色反應(yīng)一般生物堿都能與一些試劑反應(yīng)而產(chǎn)生不同的顏色，這些試劑被稱為生物顯色劑，如甲醛－硫酸溶液。嗎啡遇甲醛－硫酸溶液作用呈紫色，可待因與甲醛－硫酸溶液作用呈藍(lán)色，利用這些顏色反應(yīng)可鑒別生物堿。當(dāng)前第52頁\共有57頁\編于星期五\23點（四）堿性大多數(shù)的生物堿有堿性，能與酸成鹽。臨床上利用這一性質(zhì)將生物堿藥物制成易溶于水的鹽使用，如鹽酸嗎啡。生物堿的鹽遇強堿，生物堿則從它的鹽中游離出來，利用這一性質(zhì)可提取或精制生物堿。(難溶于水)(易溶于水)當(dāng)前第53頁\共有57頁\編于星期五\23點二、生物堿(一)煙堿煙堿又名尼古丁，是一種無色至淡黃色透明油狀液體，是煙草中含氮生物堿的主要成分，在煙葉中的含量為1%～3%。露置空氣中漸變棕色，味辛辣，易溶于水和乙醇等。當(dāng)前第54頁\共有57