有机化学：第15章 胺

1、第15章 胺腈，酰胺，羟胺，肼，苯肼，2,4-二硝基苯肼，氨基脲，肟，腙，苯腙，2,4-二硝基苯腙，缩氨脲，Amines occur widely in all living organisms. The proteins and nucleic acids , the majority of pharmaceutical agents contain amine functional groups, and many of the common coenzymes necessary for biological catalysis are amines. 有机含氮化合物Of all the

2、 common functional, amines and carbonyl compounds are the most abundant and have the richest chemistry.有机含氮化合物L-麻黄碱(1R,2S)（治疗感冒咳嗽）阿托品（散瞳）吗啡碱糖精钠邻磺酰苯甲酰亚胺钠甲基橙（酸碱指示剂）环己基氨基磺酸钠甜蜜素Ch 15 Amines15.1 胺的分类与命名15.2 胺的制法氨或胺的烃基化腈和酰胺还原醛和酮的还原胺化酰胺Hofmann降解Gabriel合成法硝基化合物还原15.3 胺的结构15.5 胺的化学性质碱性，烃基化，酰基化，磺酰化，与亚硝酸反应，氧化，

3、芳环上的亲电取代15.6 偶氮和重氮化合物重氮盐的制备重氮盐的反应及其应用(1) 取代反应重氮基被 H、OH、X、CN取代还原反应偶联反应、胺氨1）按N所连烃基的数目分类叔胺（3胺）仲胺（2胺）伯胺（1胺）15. 1 胺的分类和命名季铵盐季铵碱铵离子季铵离子季铵化合物15.1.1 胺的分类脂肪胺（RNH2）3)根据分子中氨基的数目分类一元胺、二元胺、多元胺2）根据烃基的种类不同分类叔丁胺哌啶(六氢吡啶)苄胺苯胺二苯胺N,N二甲苯胺芳香胺（ArNH2） aromatic amine 1) 简单的胺：烃 “胺”15.1.2 胺的命名二元胺的伯胺，称为“某二胺”CH3CH2NH2乙胺CH3NHCH2

4、CH3 甲乙胺CH3CH2NHCH2CH3二乙胺苯胺环己胺仲胺或叔胺的烃基相同时，称为“二某胺”或“三某胺”；烃基不同时，按由简单到复杂的顺序书写。1,6己二胺NH2CH2CH2NH2乙二胺2）复杂胺的命名常以烃作母体，氨基作为取代基来命名2-甲氨基庚烷3-二乙氨基戊烷N-甲基-N-乙基苯胺当N原子上连有烃基时：烃基名称前加“N”N,N二甲基-2-丁胺(二甲仲丁胺)15.2.1 氨或胺的烃基化RX的亲核取代:15.2 胺的制备两种思路：(1)氨或胺作为亲核试剂进行亲核反应；(2)含氮化合物的还原。实验室很少用，工业上有应用各级胺的混合物混合胺需进一步分离15.2.2 腈和酰胺的还原醛、酮15.

5、2.3 醛、酮的还原胺化氨伯胺NH3要过量，防止生成的伯胺进一步反应，生成仲胺。伯胺仲胺亚胺仲胺叔胺还原剂可制备比原料羧酸少1个碳的伯胺15.2.4 酰胺的 Hofmann 降解完成反应式：CH3CH2COOHCH3CH2CONH2CH3CH2NH2(NaClO 或NaOBr或Cl 2 /NaOH)15.3.5 硝基化合物的还原制备芳胺二酰亚胺:弱酸性15.3.5 Gabriel 合成法制备伯胺酸性还原催化加氢邻苯二甲酸酐卤代烃SN2N-:亲核试剂硝基的选择性还原（了解）硫化物(计量)为还原剂锡化合物为还原剂苯胺脂肪胺 胺的未共用电子对与其化学性质密切相关 NH3N: 1s22s22px12p

6、y12pz115.3 胺的结构sp3 杂化 N的孤对电子占据一个 sp3 轨道 几何构型为三角棱锥型 键角接近109.515.5 胺的化学性质胺的化学活性主要源于N原子上的孤对电子碱性:亲核性: 还原性芳环上的亲电取代反应Z=C: 酰基化S: 磺酰化N: 与亚硝酸反应 烃基化孤对电子，sp3轨道胺易被氧化15.5.1 胺的碱性pKb越小，碱性越强。碱性的标度胺易与无机酸作用成盐：AminespKbNH3CH3NH2(CH3)2NH(CH3)3N4.73.43.34.39.4138.7碱性较强芳香胺脂肪胺碱性较弱各类胺的碱性强弱的大致排列顺序：OH- 脂肪胺 NH3 芳胺芳胺的碱性苯环的 I 和

7、 C 效应降低了N原子上的电子云密度酰胺近中性酰基： I 效应; C 效应pKb 14例：比较下列物质中碱性最强的是( )B 与RX、R-OH发生亲核取代:各级胺的混合物15.5.2 胺的烃基化（胺作为Nu:)使用过量的氨或胺可以减少多烃基化烃基化试剂可以是卤代烷、活泼卤代烃如苄基卤、卤代羧酸、某些醇或酚。N-取代酰胺叔胺不能发生酰化反应酰胺在强酸(碱)的水溶液中加热，水解为羧酸和原来的胺15.5.3 (芳)胺的酰化（胺作为Nu:)伯胺、仲胺芳胺的酰化与去酰化，可用于氨基的保护常用酰化试剂有：( 乙)酰氯、(乙)酸酐、(乙)酸扑热息痛 的合成对羟基乙酰苯胺扑热息痛(paracetamol)解热

8、镇痛药物 氨基的亲核性比较大，氨基优先酰基化。1)RX水解 2)硝基化合物还原 3)胺的酰化芳胺酰化在有机合成中的作用 (1) 药物合成：药物分子或前体(2) 保护氨基(3) 降低对芳环的致活能力(2) 保护氨基避免氧化等副反应(3) 降低对芳环的致活能力，调整定位作用鉴定，但苯酚也有类似反应氨基是强致活基，邻对位定位基。例：由苯胺制备对溴苯胺性质类似酰氯 （能醇解、氨解）比酰氯稳定（不易水解，在水中有一定的稳定性）磺酰氯:磺酰氯磺酰胺磺酸酯15.5.4 胺的磺酰化（与磺酰氯的反应） 又称为Hinsberg 反应，可以用来分离和鉴别伯、仲、叔胺。 磺酰胺的性质活泼氢Hinsberg试验：在Na

9、OH水溶液中，用PhSO2Cl与三类胺反应，可鉴定或分离伯、仲、叔胺。苯磺酰氯无色透明油状液体磺胺与应用（了解）磺胺胍，治肠炎治呼吸道、泌尿、肠道感染糖精钠：最古老的甜味剂（邻磺酰苯甲酰亚胺钠）15.5.5 与亚硝酸反应脂肪族伯胺与亚硝酸的反应：由于产物复杂，该反应在合成上的意义不大; 定量放出氮气，用于胺的定量分析。(1) 伯胺与 HNO2的反应芳香伯胺与亚硝酸的反应芳香伯胺与亚硝酸作用生成相应的重氮盐，常温下同样分解放出氮气。例：重氮盐芳香伯胺芳香族重氮盐在低温下比较稳定，在合成上有许多用途。 N-亚硝基二乙胺注意：亚硝基胺类化合物是致癌物质N-甲基-N-亚硝基苯胺（黄色油状或固体）(2)

10、 仲胺与 HNO2的反应（黄色油状或固体）苯环上的亲电取代反应对亚硝基-N,N-二甲苯胺绿色HNO2与各类胺的反应现象不同，故也常用于鉴别。(3) 叔胺与 HNO2的反应练习：能够鉴别伯、仲、叔胺的试剂是（ ）A、硝酸 B、亚硝酸 C、苯磺酸 D、苯磺酰氯 B, D15.5.6 胺的氧化胺很容易氧化，特别是芳胺。苯胺在空气中放置，也会被氧化而使颜色逐渐加深。大多数氧化剂使胺氧化成焦油状的复杂产物。对苯醌白色沉淀，反应定量完成，可用作定性、定量分析氨基酰化后可得一卤代物15.5.6 芳胺中芳环上的亲电取代反应(1) 卤代“羧酸氨解”或“氨基酰化”氨基是强活化基酰氨基是中等强度致活基团(2) 磺化

11、合成偶氮染料的重要原料之一对氨基苯磺酸内盐酸碱中和苯氨基磺酸 高温脱水(3) 硝化硝酸是强的氧化剂，而胺又易被氧化，为避免副反应，可先将芳胺溶于浓硫酸生成硫酸氢盐或用乙酰化法保护氨基。间接硝化15.6 偶氮化合物和重氮化合物CC偶氮二异丁腈（常用的自由基引发剂）偶氮化合物 （1） C-N=N-Y苯重氮氨基苯苯基重氮酸重氮化合物：NN基中只有一个N原子与烃基相连，而另一个N原子连接的基团不是烃基。 (2) 重氮盐苯重氮盐酸盐苯重氮氟硼酸盐苯重氮硫酸（氢）盐重氮盐结构,共轭重氮盐具有盐的性质，绝大多数易溶于水。干燥的盐酸或硫酸重氮盐受热易爆炸，需要保存在低温水溶液中，通常现用现制。NN.苯重氮正离

12、子的轨道结构芳香族伯胺在低温(05)和强酸溶液中与NaNO2作用，生成重氮盐的反应。15.6.1 重氮盐的制备 重氮化反应15.6.2 重氮盐的反应及其在合成中的应用取代反应：重氮基被取代，同时放N2还原反应偶联反应(1) 取代反应（失去氮的反应）放出N2(a) 重氮基被 H原子取代芳胺的去氨基还原反应芳香重氮盐与次磷酸H3PO2或C2H5OH作用.合成应用(一)合成应用(二)芳胺的酰基化和重氮盐的去氨基还原反应具有特殊的定位效果(b) 重氮基被羟基取代重氮盐的水解反应例：机理：重氮盐的 稀酸溶液 加热，水解得到酚。由芳胺通过重氮盐制备取代酚结构：SN1Ar单分子的芳香亲核取代应用示例利用重氮

13、盐的水解可制备其他方法难以制备的酚(c) 重氮基被卤原子取代 与CuCl/HCl或CuBr/HBr共热，重氮盐分解，放出N2，同时重氮基被Cl、Br取代。（Sandmeyer 反应）操作 较Sandmeyer反应简单，温度 较Sandmeyer反应的低，产率 一般不比Sandmeyer高。 用铜粉代替CuCl或CuBr与重氮盐共热，也可得到相应的卤化物。（Gattermann反应） 重氮盐的碘代反应，生成芳香碘化物重氮盐的水溶液与KI共热，重氮基很容易被碘取代，生成芳香碘化物，同时放出N2。 芳环上直接碘化是困难的,但重氮基比较容易被I取代。 重氮盐的氟代反应（Schiemann反应 ）不溶于

14、水 干燥的氟硼酸重氮盐加热，即分解得到相应的氟化物。 重氮基的卤代反应是将 F、I 引入苯环的常用方法；也可用于制备难以直接利用苯环的亲电取代反应得到的氯代或溴代芳香族衍生物。(d) 重氮基被氰基取代 重氮盐与CuCN/KCN的水溶液作用(类似Sandmeyer 反应)或 在Cu粉/KCN溶液作用(类似Gattermann反应)，重氮基被氰基取代。苯不能直接氰化，故，由重氮盐引入氰基在有机合成中非常重要。在中性条件下进行，以免产生HCN（剧毒且易挥发）。合成示例1(重氮盐法)由甲苯合成对甲基苯甲胺：重氮盐的取代反应在合成中的应用价值： 在芳环上引入用其它方法难于引入的 F, I, CN, OH 制备不能通过芳环上亲电取代反应得到的化合物。合成路线除去邻位产物合成示例2思考：以甲苯为原料合成3,5-二溴甲苯除去邻位产物(2)重氮基被还原使用SnCl2 + HCl，NaHSO3, Na2SO3, SO2等还原为芳基肼。苯肼羰基试剂合成药物和染料的原料(3) 偶合反应 重氮正离子可与酚、芳胺发生苯环上的亲电取代反应，生成偶氮化合物。这种反应称为偶合反应或偶联反应。偶合组分重氮组分活化的芳环偶氮苯衍生物偶氮化合物偶氮