胺和生物碱珊

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,医用有机化学,吴海珊(1020403),第十二章 胺和生物碱,1,作业,：P.176 4、7、8,、,9、10,自学,： P.165 三,2,有机含氮化合物与生命有非常密切的联系，例如：,氨基酸,腺嘌呤,青霉素钠,环丙沙星,3,主要内容：,第一节 胺,第二节 重氮盐和偶氮化合物,（偶联反应）,第三节 生物碱,碱性（,重点,）,与亚硝酸的反应（,难点,）,4,第一节 胺,一、胺的通式和命名,1. 胺的通式和官能团,C,3,H,9,N,（1,o,胺）,（2,o,胺）,（3,o,胺）,与,1,o,碳相似,5,分子式：,公式：,不饱和度,C,3,H,9,N,有一个N，就多一个H,6,氨 基,-,NH,2,亚氨基,-,NH,-,次氨基,-,N,-,官能团：,叔醇,伯胺,7,2. 命名,. 普通命名法：简单的胺,烃基名称 + “,胺,”,乙,胺,二甲,胺,甲乙,胺,N,H,2,环己,胺,8,.系统命名法（,与醇、酚相似,）,选主链：,含,N,和,重键,的最长、取代基,最多碳链，称,某胺,。,编号：,N,的编号最小。其取代基,（同烷烃）。,2,-,丁,胺,CH,3,NH,2,CH,CH,2,CH,3,3 2,1,脂肪胺,9,4 3 2 1,3,-甲基-,1,-,丁胺,N,-甲基-,2,-,丁胺,4 3 2 1,10,苯胺,NH,2,CH,3,4,-甲基,苯胺,N,-,甲基,-,N,-,乙基,苯胺,芳香胺,11,注：当有两个官能团时，以优先官能团,为母体，其编号为最小。,优先次序：,COOH,CHO,O,C,OH,C,C,C,C,R,NH,2,R较简单,12,1 2 3 4,4,-氨基-,2,-,丁醇,4,-二甲氨基苯,甲醛,2-,甲基-,4,-甲氨基-1-,戊胺,1,5 4 3 2,1,13,季铵盐、季铵碱：,(CH,3,),4,N,+,OH,-,N,+,C,H,3,C,H,3,C,H,3,C,H,2,C,H,3,Br,-,溴化三甲基乙基,铵,胺的盐：,NH,3,+,Br,-,溴化苯,铵,氢氧化四甲基,铵,命名与无机铵相似,14,二、胺的结构和化学性质,杂化,7,N：1s,2,2s,2,2p,3,sp,3,不等性杂化,（一）、结构,15,N,CH,3,H,H,.,H,H,C,H,H,H,甲胺分子形成示意图：,16,H,H,N,苯胺的结构,H,H,H,p-共轭效应,17,N,CH,3,H,H,.,氨基的氧化反应,显碱性,酰化反应：亲核试剂,（二）、化学性质,18,1. 碱性与成盐反应,CH,3,-NH,2,+ H,2,O CH,3,-NH,3,+,+ OH,-,氮上的电子云密度越大就越不稳定，碱性越大,正离子在溶剂中越稳定，其正向反应越容易，胺的碱性越大,空间位阻越小，碱性越大,19,一般规律：,脂肪胺 NH,3, 芳香胺,pK,b,3.34 4.76 9.40,NH,2,氨,苯胺,甲胺,胺碱性的强弱：,20,. 影响碱性的因素之一,电子效应,a. 诱导效应,H,N,标准,斥电子,R,N,e,吸电子,Ar,N,e,脂肪叔胺 脂肪仲胺 脂肪伯胺 氨 芳香胺,21,N,H,H,.,b. 共轭效应芳香胺：,p-共轭效应使N上的电子云密度降低，碱性降低。,按电子效应，碱性顺序为：,脂肪叔胺,仲胺 伯胺 NH,3,芳香胺,22,. 影响碱性的因素之二,溶剂化效应,想一想：烃基的多少对胺类化合物的水溶性和碱性有何影响？,RNH,2,+ H,+,RNH,3,+,RNH,H,H,:OH,2,:OH,2,:OH,2,+,RNH,:OH,2,R,R,+,氢键,23,按溶剂化效应，碱性顺序为：,伯胺 仲胺 叔胺,溶剂化效应越强，形成的铵正离子越,稳定,，胺的碱性越,强,。,24,. 影响碱性的因素之三,空间效应,伯胺,仲胺,叔胺,空 间 位 阻,25,按空间效应，碱性顺序为：,伯胺 仲胺 叔胺,空间效应越强，胺越,难,与质子结合，,碱性,越,弱,。,26,综合上述各种因素，,在水溶液中，胺的碱性强弱次序为：,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,季铵碱 ,(CH,3,),4,N,+,OH,-,空间效应为主,27,练习：,1,2,3,4,1,2,3,1. 将下列化合物按其碱性强弱排列：, 氨 乙胺 苯胺 氢氧化四乙铵, 苯胺 对-硝基苯胺 对甲基苯胺,28,2下列化合物碱性最强的是,：,：,DCAB,29,成盐：,CH,3,-NH,2,+ HCl CH,3,-NH,3,+,Cl,-,氯化甲,铵,30,意义：1、增大药物的水溶性和稳定性,资料：胺盐不太倾向于氧化分解，而且事实上没有鱼腥味；胺盐溶于水，容易制成糖浆和注射液.,麻黄碱,，mp 79,o,C，恶臭气味，在空气中易氧化,麻黄碱盐酸盐,，mp 217,o,C，无味，在空气中稳定,31,普鲁卡因,盐酸普鲁卡因,（局部麻醉药）,成盐后水溶性和稳定性增加,32,意义：2、胺的分离和提纯,苯甲酸，苯胺（ 乙酸乙酯）,HCl,水层,油层,NaOH,2.,萃取，去溶剂,苯胺,去溶剂,苯甲酸,33,常用的酰化剂：,酸酐、酰卤,CH,3,-NH,2,甲胺,N,-甲基,乙酰胺,2. 酰化反应,Acylation,活性大,活性小,34,酰化反应的意义：,改善药物的性质，如提高脂溶性、降低毒性等,.,有机合成中用于保护氨基,.,对乙酰氨基,酚,（扑热息痛，解热镇痛药）,35,苯胺类解热镇痛药的发展过程：,乙酰苯胺,(1886年),毒性：出现高铁血红蛋白和黄疸,非那西丁,（1887年）,毒性：对肾有持续性毒性,扑热息痛,（1893年）,毒性：低于非那西丁,苯胺,剧毒，破坏造血系统,36,3. 磺酰化反应,sulfonylation,+,R,N,H,2,SO,2,Cl,苯磺酰氯,NaOH,生成盐，溶,解,+,R,2,NH,SO,2,NR,2,SO,2,Cl,NaOH,不溶,叔胺？,苯磺酰,胺,不反应。,37,用于鉴别：,伯胺,仲胺,叔胺,(1) 苯磺酰氯,(2),NaOH,Hinsberg(兴斯堡）试验法,（）,成盐溶解,（）,析出结晶,（）,分层,38,4. 与亚硝酸(,nitrous acid,)反应,不同的胺与,HNO,2,发生不同的化学反应。,问题：胺可以分成几类？,胺,伯胺,叔胺,仲胺,脂肪伯胺,芳香伯胺,脂肪仲胺,芳香仲胺,脂肪叔胺,芳香叔胺,39,与,伯胺,反应：形成,重氮盐,N,R,N,.,+,R-,NH,2,05,o,C,Ar-,NH,2,05,o,C,N,Ar,N,.,+,R,+,+ N,2,偶氮化合物,不稳定,较稳定,室温,Ar,+,+ N,2,40,H-O-N=O,.,.,.,.,.,H,H-O-N=O,.,.,.,.,H,+,N=O,.,.,.,+,H,2,O +,a.形成硝鎓离子（,亲电试剂,）,硝鎓离子,催化剂,机理：,形成,重氮盐,41,b. 形成,N-亚硝胺,N=O,.,.,.,+,+,R,N,H,H,:,R,N,H,H,N=O,.,.,.,+,R,N,H,N=O,.,.,.,+,H,+,N-亚硝胺,仲胺只到这一步,42,c. 形成,重氮离子,R,N,H,N=O,.,.,.,+,H,+,.,R,N,N OH,2,.,.,+,H,+,+,N,R,N,.,+,+,H,2,O,重氮离子,.,R,N,H,N=O,.,.,H,+,.,.,.,R,N,N OH,.,H,+,.,.,R,N,N OH,.,.,43,脂肪,重氮盐,低温分解,R-,NH,2,可测定,NH,2,的含量,N,2,+ R,+,+ Cl,-,醇、烯、卤烃等混合物,05,o,C,不稳定,44,芳香,重氮盐,室温分解,0-5,0,C,HNO,2,NH,2,+ N,2,OH,H,2,O,室温,N,N,.,+,Cl,-,低温时比脂肪重氮盐稳定,45,杂化,7,N：1s,2,2s,2,2p,2,sp,等性杂化,结构,1 2,1号,sp杂化轨道,p轨道,问：为什么芳香重氮盐比较稳定？,46,杂化,7,N：1s,2,2s,2,2p,3,sp,不等性杂化,1 2,2号,sp杂化轨道,p轨道,47,重氮基是线型结构,1 2,-共轭使重氮盐较稳定,48,实验 芳香伯胺与亚硝酸的反应,在试管中加入苯胺,加入盐酸至酸性,在冰水浴中加入亚硝酸钠生成重氮盐,将一部分重氮盐加热，有大量气泡生成,在另一部分重氮盐中加入-萘酚,出现红色沉淀,49,与,仲胺,反应：,形成,N-亚硝胺,R,2,NH,05,o,C,05,o,C,Ar-,NH,R,R,2,N,NO,Ar-,N ,NO,R,（黄色）,（黄色）,50,实验 仲胺与亚硝酸的反应,试管二乙胺,试管N-甲基苯胺,分别加入盐酸调至酸性,分别加入亚硝酸钠,出现黄色,加入氢氧化钠后颜色不变,51,N亚硝基化合物与癌,人类癌症约有6090%是受环境影响而产生，其中90%又与化学物质有关，因此化学致癌物是环境中主要致癌因子。,N亚硝基化合物,是化学致癌物中比较普通和重要的一种，它经前体物,硝酸盐、亚硝酸盐和胺,，并通过食物和水在体内合成。常食新鲜蔬菜和水果，少食腌熏食品和含有硝酸盐和亚硝酸盐的肉制品，限制硝酸盐和亚硝盐的摄入量，对预防肿瘤的发生极为重要。,52,自1956年Magcc和Barncss首先发现,二甲基亚硝胺,有致癌性以来，人们就N亚硝基化合物与癌的关系进行了不断的探索。在已发现的近300种此类化合物中80%以上有致癌作用，至今未发现任何一种动物能耐受而不发生癌。动物实验和流行病学调查提示，N亚硝基化合物对人类有致癌的危险性，特别在肝癌、鼻咽癌、食道癌及胃癌的发生上可能具有重要作用。,53,与,叔胺,反应,R,3,N,05,o,C,Ar,N,R,R,05,o,C,R,3,NH,+,NaOH,R,3,N,NaOH,C-亚硝基化合物,（,桔,黄色）,翠绿色,溶解,重新游离,54,苯环发生亲电取代反应,桔黄色,翠绿色,+ HO,-,NO,H,+,N=O,.,.,.,+,H,+,OH,：,：,：,H,+,OH,机理：,55,实验 叔胺与亚硝酸的反应,试管三乙胺,试管N,N-二甲基苯胺,分别加入盐酸调至酸性,分别加入亚硝酸钠,试管出现桔黄色,加入氢氧化钠后试管出现绿色,56,R-NH,2,Ar-NH,2,脂肪仲胺,芳香仲胺,脂肪叔胺,芳香叔胺,HNO,2,0 5,o,C,N,2,+ R-,OH,生成盐，溶解,N-,亚硝基胺,（黄色，,加碱不变色）,C,-亚硝基化合物,(,桔黄色，加碱变翠绿色,）,重氮盐, 加热放,N,2,（三）胺的鉴别,57,白色沉淀,NH,2,Br,2,水,Br,Br,Br,NH,2,苯胺的鉴别：,58,I效应(次要),和,p- 共轭,(主要),使苯环的电子云密度增大，苯环得到活化。,I效应（次要）,p- 共轭,定位,活化,强烈致活的邻、对位定位基,59,HNO,2,0 5,o,C,黄色固体,，加碱不变色,桔黄色，加碱变,翠绿色,N,2,加热后放N,2,练习：,1. 鉴别下列化合物,60,苯胺,乙胺,乙酰胺,尿素,溴水,红石蕊试纸,（2）OH,-,CuSO,4,（1）加热,(+)白色沉淀,（-）,（-）,（-）,(+)变蓝,（-）,（-）,(+)紫红色,（-）,61,2. 在05,o,C与HNO,2,反应生成重氮盐的是,D. （CH,3,CH,2,）,2,NH,C.,A. CH,3,CH,2,NH,2,B.,62,3.与HNO,2,反应生成致癌物N-亚硝基胺化合物的是,C.,B.,A.,CH,3,CH,2,NH,2,（CH,3,CH,2,）,3,N,D.,63,4. 能与苯磺酰氯反应，所得产物可溶于碱的是,A. 苯胺 B. N-甲基苯胺,C. N,N-二甲基苯胺 D. 三甲胺,64,第二节,重氮盐和偶氮化合物,Diazonium salts and azo compound,一、官能团和命名,重氮基,偶氮基,氯化重氮苯,偶氮苯,65,二、重氮盐的性质,放氮形成Ar,+,，,发生取代反应,是弱的亲电试剂,，,发生偶联反应,N,N,.,+,.,66,1.,重氮基被取代（,放氮反应,）,自学,67,2. 偶联反应(,coupling reaction,) （,留氮,反应,）,苯环的亲电取代反应,N,N,.,+,N,N,.,+,.,是较弱的亲电试剂，只能进攻活性高的芳环,68,N(CH,3,),2,中性,0,O,C,4-二甲氨基偶氮苯,黄色,N(CH,3,),2,N=N,.,N,N,+,.,+,强烈致活的邻、对位定位基,.与芳胺作用,反应条件：,中性或弱酸性,，,强酸性,不反应,69,.与酚类作用,反应条件：,弱碱性,.,N,N,+,.,+,弱碱性,0,O,C,OH,N=N,4-羟基偶氮苯,橘黄色,70,N,2,+,弱碱性,0,O,C,OH,+,CH,3,OH,N=N,CH,3,OH,NH,2,OH,CH,3,71,偶联反应的重要用途是合成偶氮染料,偶氮染料 azo dyes,偶氮基(-N=N-)两端连接芳基的一类有机化合物。偶氮染料是合成染料中品种最多的一类，广泛用于多种天然和合成纤维的染色和印花，也用于油漆、塑料、橡胶等的着色。,德国化学家J.P.格里斯在1858年发现了苯胺的重氮化反应;1861年Ch.曼恩发现芳香胺重氮盐能与芳香胺或芳香酚偶合，从此得到第一个偶氮染料苯胺黄；,72,苏丹红,“苏丹红”并非食品添加剂，而是一种,化学,染色剂。该物质具有偶,氮,结构，由于这种化学结构的性质决定了它具有致癌性，对人体的肝肾器官具有明显的毒性作用。,Sudan l,(苏丹1号,黄色),73,第三节 生物碱,生物碱,是,生物体内,一类,含氮,的,具有一定生理活性,的,有机碱性,化合物（又称植物碱）。,74,一、结构,多数属于仲胺 、叔胺或季铵类，常含有杂环结构。,小檗碱（黄连）,抗菌、消炎,75,喜树碱（喜树）,抗癌,76,奎宁（金鸡纳树）,抗疟疾,77,二、生物碱的通性,1.,物理性质,难溶于水，易溶于有机溶剂。,生物碱多数味苦无色。,多数生物碱具有旋光性，大多是,左旋的，具有明显的生理效应。,78,2. 化学性质,(1),碱性与强酸生成盐,生物碱,生物碱盐,H,+,OH,-,易溶于水,79,例：烟碱的提取,HCl/H,2,O,提取,NaOH,水蒸气蒸馏,或,有机溶剂萃取,80,(3),显色反应与浓硫酸、甲醛浓硫酸、浓盐酸等呈现特殊的颜色反应。,(2),沉淀反应与生物碱试剂（如苦味,酸、磷钨酸、碘化汞钾）等发生沉淀,反应。,81,R = R=H,吗啡碱,morphine,R = CH,3,R=H,可待因,codeine,R =R=,海洛因 Heroin,三、吗啡、可待因和海洛因的结构、功能与毒性,82,其它镇痛药,镇痛作用为吗啡的1/10，但成瘾性小,盐酸美沙酮,度冷丁,临床用于海洛因成瘾的戒除治疗,83,麻黄碱,去氧麻黄素,（又名冰毒）,（,冰毒，有强烈的至幻性和成瘾性,）,84,总结,N,CH,3,H,H,.,氨基的氧化反应,显碱性,酰化反应：亲核试剂,85,1. 碱性,CH,3,-NH,2,+ H,2,O CH,3,-NH,3,+,+ OH,-,氮上的电子云密度越大就越不稳定，碱性越大,空间位阻越小，碱性越大,正离子在溶剂中越稳定，其正向反应越容易，胺的碱性越大,86,脂肪,仲,胺,脂肪,伯,胺,叔,胺,氨芳香胺,季铵碱 ,CH,3,-NH,2,+ HCl CH,3,-NH,3,+,Cl,-,87,CH,3,-NH,2,活性大,活性小,2. 亲核试剂,酰化反应,88,3. 氨基的氧化反应,R-NH,2,Ar-NH,2,脂肪仲胺,芳香仲胺,脂肪叔胺,芳香叔胺,HNO,2,0 5,o,C,N,2,+ R-,OH,生成盐，溶解,N-,亚硝基胺,（黄色，,加碱不变色）,C,-亚硝基化合物,(,桔黄色，加碱变翠绿色,）,重氮盐, 加热放,N,2,89,4. 重氮盐的性质偶联反应,N(CH,3,),2,中性,0,O,C,4-二甲氨基偶氮苯,黄色,N(CH,3,),2,N=N,.,N,N,+,.,+,90,3,甲基,3,己烯,2,酮,6 5 4 3 2 1,命名补充：,苯,乙烯,91,5,4 3 2 1,2-,甲基-,3-,乙基,-4-,苯基,戊烷,R较复杂,C,H,2,C,H,3,乙,苯,R较简单,92,