《胺和生物碱珊》PPT课件.ppt

1、1,医用有机化学,化学教研室,吴海珊(1020403,第十二章 胺和生物碱,2,作业：P.176 4、7、8、 9、10,自学： P.165 三,3,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,4,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,5,第一节 胺,一、胺的通式和命名,1. 胺的通式和官能团,C3H9N,1o 胺,2o 胺,3o 胺,与1o 碳相似,6,分子式,公式,不饱和度,C3H9N,有一个N，就多一个H,7,氨 基 -NH2,亚氨基 -NH,官能团,叔醇,伯胺,8,2. 命名,普

2、通命名法：简单的胺,烃基名称 + “胺,乙胺,二甲胺,甲乙胺,环己胺,9,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,3 2 1,脂肪胺,10,4 3 2 1,3-甲基-1-丁胺,N-甲基-2-丁胺,4 3 2 1,11,苯胺,4-甲基苯胺,N-甲基-N-乙基苯胺,芳香胺,12,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,OH,R,NH2,R较简单,13,1 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,1,14,溴化三甲基乙基

3、铵,溴化苯铵,氢氧化四甲基铵,命名与无机铵相似,15,二、胺的结构和化学性质,7N：1s22s22p3,sp3不等性杂化,一）、结构,16,H,H,甲胺分子形成示意图,17,H,H,N,苯胺的结构,H,H,H,p-共轭效应,18,氨基的氧化反应,显碱性,酰化反应：亲核试剂,二）、化学性质,19,1. 碱性与成盐反应,CH3-NH2 + H2O CH3-NH3+ + 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,20,一般规律： 脂肪胺 NH3 芳香胺,pKb 3.34 4.76 9.40,胺碱性的强弱,21,影响碱

4、性的因素之一电子效应,a. 诱导效应,脂肪叔胺 脂肪仲胺 脂肪伯胺 氨 芳香胺,22,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 NH3 芳香胺,23,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,氢键,24,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,25,影响碱性的因素之三空间效应,伯胺,仲胺,叔胺,26,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,27,综合上述各种因素， 在

5、水溶液中，胺的碱性强弱次序为,芳香胺： 芳香伯胺芳香仲胺芳香叔胺,季铵碱,CH3)4N+ OH,空间效应为主,28,练习,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,29,2下列化合物碱性最强的是,DCAB,30,成盐,氯化甲铵,31,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 oC，恶臭气味，在空气中易氧化,麻黄碱盐酸盐，mp 217 oC，无味，在空气中稳定,32,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,33,意义：

6、2、胺的分离和提纯,苯甲酸，苯胺（ 乙酸乙酯,水层,油层,苯胺,苯甲酸,34,常用的酰化剂： 酸酐、酰卤,CH3-NH2,甲胺,N-甲基乙酰胺,2. 酰化反应Acylation,活性大,活性小,35,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,36,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,37,3. 磺酰化反应sulfonylation,R,N,H,2,SO

7、,2,Cl,苯磺酰氯,生成盐，溶解,叔胺,苯磺酰胺,不反应,38,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,39,4. 与亚硝酸(nitrous acid)反应,不同的胺与HNO2发生不同的化学反应,问题：胺可以分成几类,40,与伯胺反应：形成重氮盐,不稳定,较稳定,41,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,42,b. 形成N-亚硝胺,N-亚硝胺,仲胺只到这一步,43,c. 形成重氮离子,重氮离子,44,脂肪重氮盐低温分解,R-NH2,可测定NH2的含量,05 oC,不稳定,45,芳香重

8、氮盐室温分解,0-5,0,C,HNO2,低温时比脂肪重氮盐稳定,46,7N：1s22s22p2,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,47,7N：1s22s22p3,sp不等性杂化,1 2,2号,sp杂化轨道,p轨道,48,重氮基是线型结构,1 2,共轭使重氮盐较稳定,49,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,50,与仲胺反应：形成N-亚硝胺,R2NNO,黄色,黄色,51,实验 仲胺与亚硝酸的反应,试管二乙

9、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,52,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,53,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

10、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,54,与叔胺反应,R3N,翠绿色,溶解,重新游离,55,苯环发生亲电取代反应,桔黄色,翠绿色,HO-NO,H,OH,机理,56,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,57,R-NH2 Ar-NH2,脂肪仲胺 芳香仲胺,脂肪叔胺 芳香叔胺,生成盐，溶解,N-亚硝基胺 （黄色，加碱不变色,C-亚硝基

11、化合物 (桔黄色，加碱变翠绿色,重氮盐, 加热放N2,三）胺的鉴别,58,白色沉淀,苯胺的鉴别,59,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,活化,强烈致活的邻、对位定位基,60,黄色固体，加碱不变色,桔黄色，加碱变翠绿色,加热后放N2,练习,1. 鉴别下列化合物,61,苯胺 乙胺 乙酰胺 尿素,)白色沉淀,)变蓝,)紫红色,62,2. 在05 oC与HNO2反应生成重氮盐的是,D. （CH3CH2）2NH,C,A. CH3CH2NH2,B,63,3.与HNO2反应生成致癌物N-亚硝基胺化合物的是,C,B,A,CH3CH2NH2,CH3

12、CH2）3N,D,64,4. 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,65,第二节 重氮盐和偶氮化合物,Diazonium salts and azo compound,一、官能团和命名,氯化重氮苯,偶氮苯,66,二、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,67,1.重氮基被取代（放氮反应） 自学,68,2. 偶联反应(coupling reaction) （留氮 反应,苯环的亲电取代反应,是较弱的亲电试剂，只能进攻活性高的芳环,69,4-二甲氨基偶氮苯 黄色,强烈致活的邻、对位定位基,与

13、芳胺作用,反应条件：中性或弱酸性，强酸性不反应,70,与酚类作用,反应条件：弱碱性,4-羟基偶氮苯 橘黄色,71,72,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,73,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

14、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,74,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,75,一、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,76,喜树碱（喜树） 抗癌,77,奎宁（金鸡纳树） 抗疟疾,78,二、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,79,2. 化学性质,1) 碱性与强酸生成盐,易溶于水,80,例：烟碱的提取,水蒸气蒸馏或有机溶剂萃取,81,3) 显色反应与浓

15、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,82,R = R=H 吗啡碱 morphine R = CH3 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,83,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,84,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,85,总结,氨基的氧化反应,显碱性,酰化反应：亲核试剂,86,1. 碱性,CH3-NH2 + H2O CH3-NH3+ + 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,87,季铵碱,