第十三章 含氮有机化合物
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第十三章 含氮有机化合物. 第一节 胺. 胺类 : 氨分子中的氢原子被烃基取代而生成的化合物 。 一、分类和命名 1. 分类 ( 1 ) N 所连烃基的种类. 脂肪胺. 芳香胺. ( 2 ) NH 3 中被取代 H 的数目. 伯胺. 仲胺. 叔胺. 季胺盐. 季胺碱 ( R 可以不同, X 为酸根). 3. 根据 氨基 的数目. (二)胺的命名. 1. 简单的胺. 烃基的数目和名称 + 胺. PhNH 2. CH 3 NHCH 3. CH 3 NHC 2 H 5. CH 3 NH 2. 甲胺. 苯胺. 二甲胺. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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第十三章 含氮有机化合物
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胺类 : 氨分子中的氢原子被烃基取代而生成的化合物。
一、分类和命名
1. 分类
( 1 ) N 所连烃基的种类
R NH2 脂肪胺 NH2 芳香胺
第一节 胺
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( 2 ) NH3 中被取代 H 的数目
R NH2
R NH R
R N R
R
伯胺
仲胺
叔胺
NH2 NH N
°±»ù ÑÇ°±»ù ´Î °±»ù
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4RNH4
+X- [R4N]+X-
4R
NH4+OH- [R4N]+OH-
季胺盐
季胺碱
( R 可以不同, X 为酸根)
3.根据氨基的数目一元胺
多元胺
一元胺
多元胺
CH3CH2NH2
NH2CH2CH2NH2
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(二)胺的命名1. 简单的胺
CH3NH2
甲胺PhNH2
苯胺CH3NHCH3
二甲胺CH3NHC2H5
甲乙胺
甲乙异丙胺
烃基的数目和名称 + 胺
N CH(CH3)2
CH3
C2H5
2 . N- 取代芳香胺(氨基直接连在苯环上)
NH CH3
N- 甲基苯胺
注意:当不同的烃基,遵循先简单后复杂的原则。
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N- 甲基 -N- 乙基苯胺NCH3C2H5
NCH3
CH3N,N- 二甲基苯胺
3 .复杂的胺 (以烃基为母体,把氨基作为取代基)
CH3CH
CH3
CHCH2CH3
NH2
2- 甲基 -3- 氨基戊烷
CH3CHCHNHCH3
CH3
CH3
2- 甲基 -3- 甲氨基丁烷
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4. 季铵盐和季铵碱(命名同无机铵类化合物)
[(CH3)3NC2H5]+Br-
溴化三甲基乙基铵[(CH3)4N]+OH-
氢氧化四甲基铵
胺分子中氮原子上的孤对电子使胺具有碱性。
二、胺的化学性质
RNH2 + H2O RNH3+ + OH-
(一)碱性与成盐反应
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NH3
pKb 氨 4.76 苯胺 9.40
pKb 二甲胺 3.22 甲胺 3.37 三甲胺 .4.2
CH3 NH CH3CH3 N CH3
CH3
NH2 CH3
NH2
碱性强弱顺序:脂肪胺 > 氨 > 芳香胺
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脂肪胺能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,而芳香胺不能。
R NH2N
HH
Ö¬·¾°· NH3 ·¼Ïã °·
影响碱性大小的因素:
1. 电子效应:
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3. 空间效应:
R 体积越大,数量越多,对 H +结合 N 的空间阻碍越大。
2. 溶剂化效应:
N+RHH
H OH2
OH2
OH2
N+RR
HR
OH2
ÈܼÁ»¯µÄ½á¹û
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(二) 酰化反应
R3N
RNH2 + ClCR
O
RNH CR
O
+ HCl
R2NH + (R'CO)2O COR' + R'COOHR2N
意义: 1 、鉴别伯胺、仲胺。
3 、改善一些药物的性质
2 、分离、提纯伯胺、仲胺。
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NH H
O
CH3Cl+
O
CH3NH + ClH
叔胺无此反应
酰化剂 如 (CH3CO)2O 或 RCOCl
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(三)与亚硝酸的反应
1¡¢ ²®°·
RNH2 HONO ROH N2++ + H2O
Ph NH20~50C
Ph N2+Cl
_ HNO2+ + H2O+ HCl + NaCl
>50C Ph OH + N2
2、仲胺
N- 亚硝基胺
R2NH + HONO+ H2OR2N NO
3、叔胺R3N HONO+ R3NH+NO2
-
NaOH R3N + NaNO2 + H2O
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(2) 仲胺a. 脂肪仲胺
(CH3)2NH (CH3)2N-NO+H2O
NaNO2+HCl
NHCH3 N NO
CH3NaNO2+HCl
b. 芳香仲胺
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脂肪胺 芳香胺伯胺
放出定量的 N2 在低温下( 0-5℃ )生成重氮盐
仲胺
生成黄色油壮物或固体的 N- 亚硝基胺
生成 N- 亚硝基物
叔胺
生成亚硝酸盐,强碱作用后重新变为胺
生成 C- 亚硝基物
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三 . 重要的胺及其衍生物
CH3 C O CH2 CH2 N CH3
CH3
CH3
O+
-OH
(一)乙酰胆碱
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乙酰胆碱 胆碱酯酶水解失活
增加神经末梢的乙酰胆碱浓度
引起交感神经、副交感神经广泛而持久的兴奋
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(二)肾上腺素、去肾上腺素
OH
OH
CH CH2
OH
NHCH3
OH
OH
CH CH2
OH
NH2
主要作用是:加强心肌收缩,增加心输出量,收缩血管 ,升高血压,消除支气管平滑肌痉挛
用于治疗心源性、过敏性等休克的纠正、 支气管哮喘急性发作等症
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新洁尔灭—溴化二甲基十二烷剂苄胺
CH2 N C12H25
CH3
CH3 +-
Br
消毒防腐剂
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-CO-NH-
C
O
NH2
第二节 酰胺官能
团一、命名
N- 取代酰胺:
苯甲酰胺
NHC
O
CH3 N- 苯基乙酰胺
酰亚胺:
某酰胺:
NH
O
O
邻苯二甲酰亚胺
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(二)水解反应 氨或胺和羧酸盐 产物 铵盐和羧酸
R C N
O
H
H
..
二、酰胺的化学性质
(一)酸碱性
近于中性
p-∏ 共轭
酰亚胺类则呈酸性
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NH
NH
O
O
O
H5C2
H5C2
S
N
CH3
CH3
COONa
NHCH2C
O
巴比妥
苄青霉素
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(三)与亚硝酸的反应
R C NH2
O
R C COOH
O
+ HNO2 + OH2+N2
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三、尿素
NH2 C NH2
O( 1 )结构 :
( 2 )化学反应
a. 弱碱性 b. 水解反应
c. 与亚硝酸反应 d. 缩二脲反应
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缩二脲的生成:
C NHNH2
O
H CNH NH2
O
H+
CNH2
O
CNH NH2
O
加入硫酸铜,出现紫红色
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第三节 含氮杂环化合物
杂环化合物:由碳原子和至少一个其它原子构成环状骨架结构的一类有机化合物。
常见杂原子是 O 、 N 、 S 等。
可分为两大类:无芳香性的如环醚、内酯、内酰胺等;有芳香性的(称为芳杂环)
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一 、 分类和命名
(一)分类
1. 单杂环 ( 五元杂环、六元杂环 )
如:呋喃、吡咯、吡啶
2. 稠杂环 ( 苯稠杂环、其它稠杂环 )
如:吲哚、嘌呤、喹啉
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(二) 命名
1. 命名方法 (1) 译音法 (2) 系统命名法 2. 编号规则 a. 以杂原子为起点,编号为 1; b. 如有不止一个杂原子,编号尽可能小 ; c. 如有不同杂原子, O>S>NH>N; d. 个别另定
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吡啶 5- 苯基噻唑
N
1
2
3 N
SH5C6
1
N
NOH
CH3
1
例
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二、吡咯、吡啶的化学性质
NH
+ KOHNK
+ H2O
1. 酸碱性 :
N
+N
HCl
HCl
+
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(二)亲电取代反应
NH
+ Br2ÒÒÃ Ñ
0oC NH
Br
BrBr
Br
+ BrH
N
+ HNO3
H2SO4
N
NO2
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(三)氧化还原反应
N N
CH3COOH+Na
Pt/H2» ò
N
KMnO4/H+
N
COOH
COOH
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(一) 嘧啶及其衍生物N
N 嘧啶本身不存在于自然界,其衍生物在自然界分布很广,脲嘧啶、胞嘧啶、胸腺嘧啶是遗传物质核酸的重要组成部分,微生素 B1 也含有嘧啶环。合成药物的磺胺嘧啶也含这种结构。
三、重要的含氮杂环化合物
NH
NH
O
O NH
NH
O
O
CH3
NH
N
NH2
O
胞嘧啶( C ) 尿嘧啶( U ) 胸腺嘧啶( T )
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(二) 嘌呤衍生物
N
N NH
N N
N N
NH
¢ò¢ñ( ) ( )9H 7H àÑßÊàÑßÊ
嘌呤为无色晶体, m.p216~217℃ ,易溶于水,其水溶液呈中性,但能与酸或碱成盐。 纯嘌呤环在自然界不存在,嘌呤的衍生物广泛存在于动植物体内。
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1 .尿酸 存在于鸟类及爬虫类的排泄物中,含量很多,人尿中也含少量。
2 .黄嘌呤 存在于茶叶及动植物组织和人尿中。
HN
NH
NH
NH N
N NH
N
OO
O OH
HO OH
HN
NH
NH
N N
N NH
N
O
O OH
HO
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3 .咖啡碱、茶碱和可可碱
三者都是黄嘌呤的甲基衍生物,存在于茶叶、咖啡和可可中,它们有兴奋中枢作用,其中以咖啡碱的作用最强。
N
N N
N
O
O
N
N N
N
O
O
N
N N
NH
O
O
N
N N
N
O
O
HN
N N
N
O
O
CH3
CH3CH3CH3
CH3CH3 CH3
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4 .腺嘌呤和鸟嘌呤 它是核蛋白中的两种重要碱基。
腺嘌呤( A )
N
N N
NH
OH
NH2N
N N
NH
NH2
鸟嘌呤( G )