胺与酰胺课件.pptx

1、第一节 胺第二节 酰胺目录胺与酰胺的结构、命名及主要化学性质。胺的分类。重要的胺、酰胺及其衍生物。掌握熟悉了解学习目标第一节 胺一、胺的分类和命名 二、胺的结构三、胺的性质四、重要的胺及其衍生物 胺（amine）可以看作氨的烃基衍生物，即氨分子中的氢原子被烃基取代后所形成的化合物。胺类化合物具有多种生理作用，在医药上用作退热、镇痛、局部麻醉、抗菌、驱虫等药物。一、胺的分类和命名（一）胺的分类1.根据氮原子上所连烃基的种类不同，胺可分为脂肪胺和芳香胺 CH3CH2NCH3CH3CH3CH2NH2 CH3NHCH3NH2NHCH3N(CH3)2脂肪胺脂肪胺芳香胺芳香胺伯胺伯胺 仲胺仲胺 叔胺叔胺N

2、H3RNH2R2NHR3NR4N+X-CH3NH2(CH3)2NH(CH3)3N(CH3)4N+Cl-伯胺 仲胺 叔胺 季铵盐NH2NHN氨基亚氨基次氨基2.根据氮原子上所连烃基的数目不同，胺可分为伯胺（1胺）、仲胺（2胺）和叔胺（3胺）注意：伯、仲、叔胺的区别与伯、仲、叔醇或卤代烃不同。叔丁醇叔丁醇 叔丁胺叔丁胺伯胺伯胺CH3CH3COHCH3CH3CH3CClCH3CH3CH3CClCH3CH3CH3CNH2CH3CH3CH3CNH2CH3叔醇叔醇 叔卤代烃叔卤代烃 叔丁基氯叔丁基氯 相应于氢氧化铵和铵盐的四烃基取代物,分别称为季铵碱和季铵盐。胆碱胆碱 (季铵碱季铵碱)季铵盐季铵盐 CH3

3、CH2NH2 CH3NHCH3 CH3NHCH2CH3 乙胺乙胺 二甲胺二甲胺 甲乙胺甲乙胺甲乙异丙胺甲乙异丙胺 苯胺苯胺 苄胺苄胺（二）胺的命名1.简单胺命名：以胺为母体，烃基作为取代基，称为“某胺”芳香仲胺和芳香叔胺命名时，以芳香伯胺为母体，脂肪烃基作为取代基，并在取代基名称前冠以“N-”或“N,N-”，表示这些基团与氮原子直接相连，而不是连在芳环上。NHCH3N(CH3)2NCH2CH3CH3N-甲基苯胺甲基苯胺 N,N-二甲基苯胺二甲基苯胺 N-甲基甲基-N-乙基苯胺乙基苯胺CH3CH3CHCH2CHCH3NH2NHCH3CH3CH2CHCH2CH2CHCH2CH3CH2NH2 2-甲

4、基甲基-4-氨基戊烷氨基戊烷 3-氨甲基氨甲基-6-甲氨基辛烷甲氨基辛烷2.复杂胺命名：以烃基为母体，氨基作为取代基进行命名 多元胺的命名类似于多元醇，例如：H2NCH2CH2NH2CH3CH2CHCH2CHCH3NH2NH2NH2NH2乙二胺乙二胺 2,4-己二胺己二胺 邻苯二胺邻苯二胺 氯化四甲铵（季铵盐）氯化四甲铵（季铵盐）氢氧化四甲铵（季铵碱）氢氧化四甲铵（季铵碱）3.季铵类化合物命名：与无机铵盐及氢氧化物的命名相似 NNNHHHHHCH3CH3CH3H3C 胺的结构与氨相似，具有棱锥形空间构型。氮原子为不等性sp3杂化。二、胺的结构NHHNH2 苯胺中的氮原子仍为不等性 sp3 杂化

5、，但孤对电子所占据的轨道含有更多 p 轨道的成分。sp3 杂化杂化,但含更多但含更多 p 成分成分 N上孤对上孤对电子电子离域到苯离域到苯环环,使苯环电子云密度升使苯环电子云密度升高高,N 上电子云密度降低上电子云密度降低 伯胺、仲胺可以形成分子间氢键，其沸点高于相对分子质量相近的烷烃，而低于相应的醇。叔胺不能形成分子间氢键，其沸点比相应的伯胺和仲胺低。低级胺能与水分子形成氢键而易溶于水。NHHRNHHRNHHRNHHRNHHRNHHR三、胺的性质（一）胺的物理性质 胺分子中氮原子上具有的孤对电子使胺具有碱性和亲核性。由于p-供电子共轭效应，芳香胺具有较高的亲电取代反应活性。NH2碱性碱性 亲

6、核性亲核性芳香胺亲电取代芳香胺亲电取代反应活性增高反应活性增高 （二）胺的化学性质N上的电子云密度，接受质子的能力，碱性。NH3+H2O NH4 +OHRN+HRNH碱性顺序：脂肪胺 氨 芳香胺1.碱性：胺分子中氮原子上的孤对电子能接受质子呈碱性l胺的碱性强弱是电子效应、立体效应和溶剂化效应综合影响的结果。胺的碱性强弱通常用pKb来表示，pKb越小，其碱性越强。胺胺 (CH3)2NHCH3NH2(CH3)3NNH3C6H5NH2(C6H5)2NHpKb 3.22 3.37 4.20 4.76 9.40 13.0 l季铵碱是离子型化合物，是强碱，其碱性与氢氧化钠相当。各类胺的碱性顺序：季铵碱脂肪

7、胺氨芳香胺胺类一般为弱碱,可与酸成盐,但遇强碱又可重新游离析出来。l实验室中常常利用胺的盐易溶于水而遇强碱又重新游离析出的性质来分离和提纯胺。乙胺盐酸盐乙胺盐酸盐苯胺盐酸盐l医药上常将难溶于水的胺类药物制成盐,以增加其水溶性和稳定性。NHCH3+(CH3CO)2ON CCH3+CH3COOHOCH3N-乙基乙酰胺乙基乙酰胺 N-甲基乙酰苯胺2.酰化反应：伯胺、仲胺与酰化试剂作用，氮原子上的氢原子被酰基（RCO）取代生成N-取代或N,N-二取代酰胺 l酰化反应在医药上具有重要意义。在许多胺类药物的分子中引入酰基，可以降低其毒副作用。NH2HO+(CH3CO)2OO+CH3COOHNHCCH3HO

8、对羟基苯胺对羟基苯胺 N-对羟基乙酰对羟基乙酰苯苯胺（扑热息痛）胺（扑热息痛）l胺的酰化反除应用于合成重要的酰胺类化合物外，还常用于保护氨基。NH2CH3(CH3CO)2ONHCOCH3CH3KMnO4NHCOCH3COOHH+NH2COOH3.与亚硝酸反应：胺与亚硝酸作用,伯、仲、叔胺各不相同,脂肪胺和芳香胺也有差异。可用于鉴别。脂肪伯胺：定量放出N2，氨基酸和多肽定量分析芳香伯胺：低温下生成芳香重氮盐重氮化(diazotization)反应脂肪或芳香仲胺：与亚硝酸作用都形成不溶于水的黄色油状物N-亚硝基胺(CH3CH2)2NH HONO(C2H5)2NNO H2ON-亚硝基二乙胺NHCH3

9、 HNO2NN-甲基-N-亚硝基苯胺CH3 H2ON=O脂肪叔胺：与亚硝酸作用形成不稳定的水溶性亚硝酸盐。(CH3)3NNaNO2/HCl(CH3)3NH+NO2-室温-2N(CH3)2 NaNO2 HCl8 H2O NaClN(CH3)2NON,N-二甲基-4-亚硝基苯胺(绿色晶体 mp 86)芳香叔胺：与 HNO2 作用生成对亚硝基胺。苯胺 氨基的供电子共轭效应使苯环上的电子云密度升高，所以芳胺易进行芳环上的亲电取代反应。NH2 3 Br2(水水溶溶液液)NH2 3 HBrBrBrBr2,4,6-三溴苯胺(白色沉淀)利用此性质可鉴别和定量分析苯胺。四、重要的胺及其衍生物第二节 酰胺一、酰胺

10、的概念、结构和命名三、尿素二、酰胺的性质一、酰胺的概念、结构和命名 酰胺（amide）是氨或胺分子中氮原子上的氢原子被酰基取代形成的化合物。酰胺可看作是氨或胺的衍生物，也可看作是羧酸的衍生物。酰胺的通式可表示为(Ar)R C NOH(R1，Ar1)H(R2，Ar2)p-p p 共轭体系，酰胺共轭体系，酰胺中中N N原子原子几几乎乎无碱性无碱性（一）酰胺的结构N-甲基乙酰胺的分子模型伯酰胺伯酰胺仲酰胺仲酰胺叔酰胺叔酰胺伯酰胺：“酰基名”+“胺”仲酰胺：“N-某基”+“酰基名”+“胺”叔酰胺：N,N-二某基某酰胺;N-某基-N-某基某酰胺 乙酰胺乙酰胺 N-甲基苯甲酰胺甲基苯甲酰胺 N,N-二甲基

11、甲酰胺二甲基甲酰胺 CH3CNH2OCH3HCNOCH3CH3HCNO（二）酰胺的命名除甲酰胺外，大部分酰胺都是结晶固体。低级的酰胺易溶于水。酰胺分子间因形成氢键而发生缔合，使其沸点比相应的羧酸高。当氨基上的氢被烃基取代后，酰胺分子间缔合程度降低，沸点也随之降低。二、酰胺的性质（一）酰胺的物理性质1.酸碱性 酰胺无明显的碱性（pKb 14 16），二酰亚胺类化合物受两个酰基影响，NH键极性增加，显弱酸性（pKa 9 10）。邻苯二甲酰亚胺邻苯二甲酰亚胺（二）酰胺的化学性质2.水解反应 酰胺在强酸、强碱或酶的催化下，发生水解反应生成羧酸（或羧酸盐）和氨、胺（或铵盐）。3.与亚硝酸反应l伯酰胺与亚

12、硝酸作用，生成羧酸，并放出氮气。尿素（urea）简称脲，在结构上可以看作是碳酸分子中的2个羟基被氨基取代而形成的化合物，也称为碳酰二胺。HO C OHOH2N C NH2O碳酸碳酸 尿素（脲）尿素（脲）三、尿素（一）尿素的结构与性质1.弱碱性：尿素显弱碱性，不能使石蕊试纸变色,只能与强酸反应生成盐。NH2C NH2O+H2ONaOHHCl尿尿素素酶酶CO22NH4Cl+Na2CO3+2NH3CO2+2NH32.水解反应：尿素在酸、碱或尿素酶的催化下可发生水解反应，生成二氧化碳、氨或铵。3.与亚硝酸反应：尿素与亚硝酸反应，生成碳酸并定量放出氮气。+HNO2H2N C NH2OCO2 +H2OHO

13、 C OHO+N2 +H2O4.缩二脲的生成和缩二脲反应缩二脲缩二脲 缩二脲在碱性介质与极稀的硫酸铜溶液中显紫红色的反应，称为缩二脲反应。凡分子中含有2个或2个以上酰胺键(CONH)结构的化合物(如草二酰胺、多肽和蛋白质)都能发生缩二脲反应。CuSO4/OH-CCNCNCHHOOOH2CClClOOH2HHHHO+HCl 丙二酰氯丙二酰氯 尿素尿素 丙二酰脲丙二酰脲（二）丙二酰脲 丙二酰脲分子中有一个活泼的亚甲基和两个二酰亚氨基,能够发生酮式烯醇式互变异构。烯醇型表现出比乙酸(pKa=4.76)还强的酸性(pKa=3.85),故常称为巴比妥酸(barbituric acid)。CCNCNCHH

14、OOOH2CNCNCCOHHHOHO 巴比妥酸分子中亚甲基上的两个氢原子被烃基取代后即得到 具有镇静、催眠和麻醉作用的巴比妥(barbital)类药物。CCNCNCHHOOOR1R2123456R1=R2=C2H5R1=C2H5，R2=C6H5R1=C2H5，R2=CH2CH2CH(CH3)2巴比妥巴比妥苯巴比妥苯巴比妥异戊巴比妥异戊巴比妥 脲分子中的氧原子被亚氨基（NH）取代后的化合物称为胍，又称亚氨基脲。胍为有机强碱(pKb=0.52),与季铵碱、KOH相当,能吸收空气中 CO2 生成稳定的碳酸盐。某些胍的衍生物具有生理活性。（三）胍本章小结胺胺学习要点学习要点概念概念 特征特征分类分类命

15、名命名性质性质氨分子中的氢原子被烃基取代后所形成的化合物氨分子中的氢原子被烃基取代后所形成的化合物官能团：氨基、亚氨基、次氨基官能团：氨基、亚氨基、次氨基根据氮原子上所连烃基数目不同分为伯胺、仲胺、叔胺根据氮原子上所连烃基数目不同分为伯胺、仲胺、叔胺简单胺以胺为母体，芳香胺以苯胺为母体简单胺以胺为母体，芳香胺以苯胺为母体碱性，酰化反应、与亚硝酸反应碱性，酰化反应、与亚硝酸反应酰胺酰胺学习要点学习要点概念概念 特征特征命名命名性质性质氨或胺分子中的氢原子被酰基取代后所形成的化合物氨或胺分子中的氢原子被酰基取代后所形成的化合物官能团：酰胺键官能团：酰胺键简单酰胺称某酰胺，复杂酰胺需标明取代基的位置及个数简单酰胺称某酰胺，复杂酰胺需标明取代基的位置及个数酸碱性，水解反应酸碱性，水解反应，与亚硝酸反应与亚硝酸反应，缩二脲的生成及缩二脲反应缩二脲的生成及缩二脲反应