医学有机化学--第十章含氮有机化合物.ppt

1、第十章 含氮有机化合物,第一节胺 一 分类和命名 二 胺的制备 三 胺的结构与性质 第二节重氮盐和偶氮化合物 一重氮盐的制备与结构 二 重氮盐的性质 第三节 生物碱（alkaloid）,定义： 氨分子(NH3)中的氢原子被烃基取代后的化合物,一、分类和命名（classification and nomenclature） 1、分类 （1）按与氮原子相连的烃基数目不同分为：,第一节 胺 （amine）,伯胺(一级胺， 1 胺) (primary amine)： 定义：氨分子中只有一个氢原子被烃基取代。 通式：RNH2 。官能团：氨基 NH2,叔胺（三级胺，3胺）(tertiary amine)

2、： 定义：氨分子中三个氢原子全被烃基取代。 通式： 官能团：次氨基（叔氮）,仲胺（二级胺，2胺）(secondary amine)： 定义：氨分子中有两个氢原子被烃基取代。 通式：R1-NH-R2 官能团：亚氨基,请注意区分： 伯胺、仲胺和叔胺： 伯醇、仲醇和叔醇：,叔丁醇（叔醇）,叔丁胺（伯胺）,指氮上所连的烃基数,指羟基所连的碳原子的类型,（2）季铵类化合物 季铵盐:铵盐分子中铵根离子上的四个氢原子被烃 基取代的化合物,（3）按与氮相连的烃基的种类不同分为：,脂肪胺：,芳香胺：,氮原子直接与芳环相连。Ph-NH2,氮原子与脂肪族碳相连。CH3NH2 ph-CH2NH2,注意：若NH4+中四

3、个氢没有完全被烃基取代，则不叫季铵盐，而是铵盐。如：（C2H5）3NH+Cl-,季铵碱：氢氧化铵分子中铵根离子上的四个氢原 子被烃基取代的化合物,2、命名 （1）简单的胺：根据烃基的名称称“某胺”，烃基相同的合并；烃基不同时，按优先基团后列出的规则排列烃基。,异丙胺,三乙胺,甲乙异丁胺,二苯胺,-萘胺,4-甲基-3-乙基苯胺,N，N-二甲基-对-硝基苯胺,N-乙基-N-异丙基苯胺,（2） 氮原子上连有脂肪烃基的芳胺： 以芳胺作母体，把氮上的脂肪烃基作取代基，前面加“N”，表示脂肪烃基连在氮上，而不是芳环上。,N-甲基-N-乙基丙胺,对于脂肪族仲胺和叔胺也可按此方法命名,2-甲基-4-氨基己烷,

4、（3）复杂的胺： 以烃基或其它官能团作母体，把氨基作取代基。,4-二甲氨基苯甲醛,2-甲基-1-氨基-5-甲氨基己烷,（4） 季铵类化合物：称“某化铵”,氯化四甲铵,溴化二甲基十二烷基苄铵（新洁尔灭）,氢氧化三甲基乙铵,氢氧化三甲基羟乙铵（胆碱）,“氨、胺和铵”的使用,二、胺的结构,注意,铵：氮上带有正电荷时（季铵盐，季铵碱，胺的盐等）,氨：用于“氨气”、“氨基酸”、“某氨基”中。如： -NH2, =NH, CH3NH-（甲氨基）,胺: 用于氨的烃基衍生物。,107.3。,112.9。,108。,（三）胺的制备,1 硝基化合物的还原,2. 腈的还原,3. Hofmann（霍夫曼）降解,4.氢化

5、锂铝还原酰胺,4、芳香胺有毒。芳香胺为高沸点的液体或低熔点的固体；芳香胺易被空气氧化而变色；毒性较大，易透过皮肤而被吸收。如：联苯胺、-萘胺等具有致癌性。,（四）胺的物理性质,1、熔点、沸点：甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺是气体，311碳的胺为液体，11个碳以上的胺为固体。伯胺和仲胺的沸点比分子量相近的烷烃高，但比相应的醇低；叔胺的沸点与分子量相近的烷烃接近。,2、溶解度：6个碳以下的胺易溶于水。,3、气味：低级的胺有氨的气味，有的有“鱼腥味”，高级的胺无味。,（三）胺的化学性质 1、碱性与成盐反应,影响胺碱性的因素： 电子效应：“N”上脂肪烃基越多，胺的碱性越强;芳香胺中由于N原子上的孤对电子与

6、苯环电子的共轭，使N原子上的电子云向苯环分散，N原子结合质子的能力降低，碱性减弱。,叔胺仲胺伯胺氨苯胺,溶剂化作用：铵离子越易溶剂化，越稳定，相应胺的碱性越强。也就是说取决于它与水形成氢键的机会多少。,氨伯胺仲胺叔胺,空间效应：“N”上烃基越多，空间位阻越大，“N”与H+结合越困难，胺的碱性越弱。,氨伯胺仲胺叔胺,季铵碱脂肪族仲胺脂肪族伯胺脂肪族叔胺氨芳香胺酰胺,结论：,用于分离和提纯化合物胺；另外，可增加胺的稳定性。,或,氯化甲铵,甲胺盐酸盐，盐酸甲胺,或,氯化苯铵,苯胺盐酸盐,2、与亚硝酸的反应,（1）伯胺与亚硝酸反应,脂肪族伯胺：即使在低温下也放出氮气，生成醇、卤代烃、烯等混合物。,芳香

7、族伯胺：在强酸性和低温（05 ）下可生成芳香族重氮盐，生成重氮盐的反应叫重氮化反应。,（2）仲胺与亚硝酸的反应,脂肪族和芳香族仲胺与亚硝酸反应生成黄色油状液体或固体的N-亚硝基化合物,N-亚硝基二乙胺,N-甲基-N-亚硝基苯胺,亚硝胺化合物及亚硝酸盐有毒，例如，甘肃平凉牛奶投毒嫌疑人先后两次投放亚硝酸盐 。致39人中毒，其中3名幼儿死亡 。,症状1、头痛、头晕、乏力、胸闷、气短、心悸、恶心、呕吐、腹痛、腹泻、腹胀等。2、全身皮肤及粘膜呈现不同程度青紫色。3、严重者出现烦燥不安、精神萎靡、反应迟钝、意识丧失、惊厥、昏迷、呼吸衰竭甚至死亡。 检查血中高铁血红蛋白含量测定。 治疗1、对症治疗：催吐、

8、洗胃、导泻、静脉输液、利尿，纠正其酸中毒，给予吸氧及其它对症处理。2、应用解毒剂亚甲兰（美兰）。,中毒机理：亚硝酸盐为强氧化剂，进人人体后，可使血中低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，失去运氧的功能，致使组织缺氧，出现青紫而中毒。,（3）叔胺与亚硝酸的反应 脂肪族叔胺:只显示其碱性,与亚硝酸生成不稳定的亚硝酸盐，遇碱游离为胺,芳香族叔胺与亚硝酸反应生成C-亚硝基化合物,N,N-二甲基-对-亚硝基苯胺,C-亚硝基化合物上述溶液为橘黄色。原因是：,翠绿色,橘黄色,注意,小结：胺与亚硝酸的反应可以用来鉴别伯、仲、叔胺,脂肪胺,伯胺： 仲胺： 叔胺：,芳胺,伯胺： 仲胺： 叔胺：,显示碱性成盐。,生成黄色

9、油状或固体的N-亚硝基化合物。,放出氮气。,C-亚硝基化合物，反应液呈橘黄色。,生成黄色油状或固体的N-亚硝基化合物。,低温下生成重氮盐。加热放出氮气。,3、酰化反应(酰基化试剂: 酰卤、酸酐),酰基化反应具有保护氨基、降低反应活性和药物毒性的作用,叔胺不发生酰化反应,伯胺、仲胺易与酰氯或酸酐等作用生成酰胺,例1：由苯胺合成对溴苯胺,例2：在药物方面的应用。,对-羟基乙酰苯胺（扑热息痛）,对-羟基苯胺,4、磺酰化反应（兴斯堡Hinsberg反应）,白色固体,白色固体,叔胺不与磺酰氯发生反应，故兴斯堡反应分离和鉴别伯、仲、叔胺。利用磺酰化反应可合成磺胺类药物。,构效关系 N1上的一个氢被取代后增

10、强药效，降低毒性；N4上的氢被取代时，药效降低甚至丧失其抑制作用。,对-氨基苯磺酰胺（磺胺）,新诺明（SMZ）（磺胺甲基异噁唑）,5、芳香胺的亲电取代反应,（1）卤代,（2）硝化,由苯胺合成对硝基苯胺,（3）磺化,白色结晶,对氨基苯磺酸为白色结晶，是合成燃料的中间体，对氨基苯磺酰胺是合成磺胺类药物的中间体,第二节 重氮盐和偶氮化合物 Diazo Salt and Azo Compounds,重氮化合物： -N2-只有一端与烃基相连的化合物。,偶氮化合物： -N2-两端都与烃基相连的化合物。,重氮甲烷,氯化重氮苯,苯重氮酸,偶氮苯,4-甲基-4-羟基偶氮苯,一 重氮盐的制备与结构,一般不稳定，需

11、5以下保存，离子型化合物，易溶于水，不溶于一般有机溶剂，干燥时遇热和震动易爆炸。,二、重氮盐的性质,（一）、重氮基被取代（放氮反应）,例题：由苯合成1，3，5-三溴苯,（二）、偶联反应（留氮反应）(Coupling reaction),条件：低温，中性、弱碱性或弱酸性； 活性高的芳香族化合物（酚、芳胺等）,对羟基偶氮苯（橘黄色）,反应类型：亲电取代反应。,反应的产物：偶氮化合物（一般具有鲜艳的颜色）。,反应的位置：对位；若对位有基团，则在邻位；若对位和邻位均有取代基，也不在间位发生偶联反应。,4-二甲氨基偶氮苯（黄色）,偶联反应不能在强酸和强碱条件下进行的原因： 在强酸中，氢离子与苯胺或苯酚中

12、的N或O结合，形成正离子，降低了苯环上的电子云密度；在强碱中，易生成重氮酸盐，重氮酸盐不发生偶联反应。,重氮盐与芳胺的偶联反应最佳pH为57 酚类与重氮盐的偶联反应在弱碱性溶液中进行的最快,第三节 生物碱（alkaloid）,一、生物碱的概念及临床应用,1、定义：存在于生物体内（主要是植物体内）具有显 著生理活性的含氮碱性有机化合物。,2、性质：苦、毒、无、固、旋、盐、淀、色,苦：生物碱一般具有苦味。,毒：一般来说毒性很强。量少可作药物，量大引起中毒，甚至死亡。,无：一般为无色。个别有颜色。如：黄连素为黄色。,固：一般为固体。个别为液体。如烟碱（尼古丁）为液体。,旋：一般具有旋光性，多为左旋。

13、,盐：与酸成盐。,淀：生物碱遇一些试剂生成沉淀。如：碘化汞钾（K2HgI4）、碘化铋钾（KBiI4）、I-KI等。,色：生物碱遇一些试剂发生颜色反应。常用的生物碱显色剂有：1%的钒酸铵的浓硫酸溶液、1%的钼酸钠的浓硫酸溶液、甲醛的浓硫酸溶液，等。,如：甲醛的浓硫酸溶液遇吗啡呈紫红色，遇可待因呈兰色。,3 几种常见的生物碱,（1) 麻黄碱（麻黄素）,麻黄,中麻黄,木贼麻黄,草麻黄,1.用于预防支气管哮喘发作和缓解轻度哮喘发作，对急性重度哮喘发作疗效不佳。 2.用于蛛网膜下腔麻醉或硬膜外麻醉引起的低血压及慢性低血压症。 3.治疗各种原因引起的鼻粘膜充血、肿胀引起的鼻塞。,存在：麻黄,(2)冰毒和摇

14、头丸（苯丙胺类） 是一类具有致幻和成瘾作用的毒品。 冰毒：N-甲基苯异丙胺（去氧麻黄素）,摇头丸（蓝精灵）：,存在：烟草。烟草中含28%，香烟中含1.5%。,(3) 烟碱（尼古丁）（吡啶环）,作用：量少兴奋中枢神经，增高血压；量大抑制中枢神经，麻痹心脏，甚至死亡。,据报道，一支香烟中的尼古丁可毒死10只小白鼠，25支香烟中的尼古丁能毒死一头牛，4060毫克尼古丁可使人致死,(3)可卡因（哌啶环）：,存在： 古柯树(灌木，是美洲大陆的传统种植作物)。,可卡因俗称“可可精” ，其盐类呈白色晶体状，无气味，味略苦而麻，易溶于水和酒精。可卡因是最强的天然中枢神经兴奋剂。毒贩出售呈块状的可卡因，称“滚石

15、”。吸毒者则把可卡因称作“自由垒”或“快乐客”。,作用：中枢神经兴奋剂 局部麻醉,存在：茶叶,(4) 茶碱（嘌呤类）,作用：兴奋中枢神经，舒张平滑肌。用于利尿和平喘药,作用：抗菌、消炎。用于治疗 肠炎和细菌性痢疾。,(5) 小蘗碱（黄连素）（异喹啉类）：,存在：黄连、黄柏、三颗针等,黄连,二、吗啡、可待因和海洛因的结构、功能和毒害,来源：吗啡和可待因存在于罂粟中。 海洛因是由吗啡人工合成的。,吗啡,可待因,海洛因,罂粟现在以印度与土耳其为两大主要产地；亚洲方面，以中国、泰国、缅甸边境的金三角为主要非法种植地区。,罂粟是一年或二年生草本植物，高60150cm,花期46月，有白色、粉红色、紫红色等；果期68月。,在果实（蒴果）充分成长而尚未成熟，果皮仍为绿色或稍现黄色时，选择晴天傍晚，用利刀浅割果皮，白色乳汁即自割缝中渗出，,在空气中渐由微红色变成棕色，并