医用有机化学：第11章-胺

第11章胺Amine本章主要内容1、胺的结构、分类与命名2、胺的化学性质（碱性、酰化反应、与亚硝酸的反应、芳胺芳环上的亲电取代反应）3、重氮盐与偶氮化合物4、重氮盐的化学性质:取代（放氮）反应、

保留氮反应（还原与偶联）第11章胺重点1、结构与命名2、化学性质难点1、胺碱性强弱比较2、胺与亚硝酸的反应3、重氮盐的性质及在合成上的运用4、芳杂环上亲电取代反应及活性比较第11章胺11.1.1胺的结构氨分子中的H原子被烃基取代后的衍生物称为胺。氮原子在成键时发生了轨道杂化，形成了4个sp3不等性杂化轨道，其中3个轨道和3个其它原子（H或C）形成3个σ键，另一轨道含一对电子，在棱锥体的顶点，整个构型呈棱锥形。11.1胺的结构、分类和命名NHHHNH3CCH3CH3NH3CHH氮原子连有三个不同的原子或基团时，此氮原子为手性氮原子，胺分子即为手性分子，可以有一对对映体。

氨甲胺三甲胺11.1.1胺的结构甲乙胺的一对对映体

对映体至今未能分离得到，这是因为胺分子中氮上的孤对电子体积太小，起不到一个基团的作用，这两个对映体可通过一个平面形过渡态相互转变。11.1.1胺的结构

甲乙胺对映体的转化11.1.1胺的结构季铵盐正离子的对映体季铵类化合物能分离出比较稳定的、具有光学活性的对映体。11.1.1胺的结构

苯胺氮原子sp3杂化，其中一对孤对电子是一种不等性杂化电子，该对电子所占有的sp3杂化轨道中p轨道成分较多，尽管苯胺分子不是一个平面型分子，但氮原子的孤对电子仍能与苯环的大π电子互相重叠，形成共轭体系。11.1.1胺的结构苯胺分子中共轭体系11.1.1胺的结构1.分类(1)按取代H原子的烃基数目分：

伯胺（1°胺）R-NH2

胺仲胺（2°胺）叔胺（3°胺）11.1.2胺的分类和命名(2)根据烃基的种类不同，胺可分为脂肪胺和芳香胺。

脂肪胺R-NH2

芳香胺Ar-NH211.1.2胺的分类和命名(3)根据分子中氨基的数目，胺可分为一元胺，二元胺或多元胺。

一元胺R-NH2

二元胺H2N-CH2-CH2-NH2

乙二胺(4)季铵盐和季铵碱：氢氧化铵或铵盐分子中四个氢原子完全被烃基取代而成的化合物分别称为季铵碱或季铵盐。R4N+X-R4N+OH-氯化四甲铵（季铵盐）氢氧化四甲铵（季铵碱）氯化甲铵（伯胺盐）11.1.2胺的分类和命名2.命名

CH3CH2-NH2CH3NHCH2CH3

乙胺甲乙胺

ethylaminemethylethylamineCH3CH2-NH-CH2CH3NH2-CH2-CH2-NH2

二乙胺乙二胺

diethylaminediaminoethane

11.1.2胺的分类和命名苯胺aniline

环己胺cyclohexylamine

甲乙异丙胺11.1.2胺的分类和命名二苯胺diphenylamine-萘胺-naphthylamine11.1.2胺的分类和命名

烷基连在芳胺氮原子上，则在烷基名称前加“N”字母，以区别苯环上的取代基。

N,N-二甲基苯胺

N,N-dimethylanilineN-甲基-N-乙基苯胺N-ethyl-N-methylaniline11.1.2胺的分类和命名季铵化合物可看作是铵的衍生物来命名。例如：

(CH3)4N+Cl-(CH3)3N+(C2H5)OH-

氯化四甲基铵氢氧化三甲基乙基铵tetramethylammoniumdrimethylethyl-chlorideammoniumhydroxide11.1.2胺的分类和命名11.1.2胺的分类和命名矮壮素矮壮素

0.1%的新洁尔灭溶液作为手术器械及皮肤的消毒剂新洁尔灭比较复杂的胺，常以烃类作母体，氨基作为取代基来命名。例如：2-甲基-3-氨基戊烷

3-amino-2-methylpentane11.1.2胺的分类和命名3-二乙氨基戊烷3-dimethylaminopentane11.1.2胺的分类和命名例如：必须注意“氨、胺、铵”字的用法；氨用来表示气态氨（NH3

）或基，如氨基（-NH2）亚氨基（NH）；胺用来表示NH3

的烃基衍生物；如CH3-NH2

甲胺；铵用来表示胺的盐类及季铵类。11.1.2胺的分类和命名11.3.1胺的碱性NH3+

H2ONH4++

OH-NH2+

H2ORNH3++

OH-R胺在水溶液中的碱性主要取决于铵离子的溶剂化效应、电性效应和空间效应。11.3胺的化学性质1．溶剂化效应（胺分子中氮上的氢越多，其铵正离子越稳定）伯胺>仲胺>叔胺2．电子效应的影响

脂肪叔胺>仲胺>伯胺>NH3>芳香胺3．空间效应的影响

N原子上连接的基团越多越大，则对N原子上的孤对电子的屏蔽作用越大，与质子的结合就越不易，碱性就越弱。11.3.1胺的碱性

脂肪胺，仲胺的碱性最强，而伯胺和叔胺次之。综上所述，一个胺的碱性强弱应该是这些因素综合影响的结果。各类胺的碱性强弱大致表现出如下顺序：季铵碱>脂肪胺>NH3>芳香胺。季铵碱是强碱，其碱性与氢氧化钠相近。11.3.1胺的碱性季铵碱与酸作用生成季铵盐，遇到强碱不会游离出季铵碱，说明季铵碱是强碱性。

(建立新的平衡，而不游离出季铵碱)。11.3.1胺的碱性氨或胺的氮上有一对孤电子容易对卤代烷发生SN2亲核取代反应，得到一级胺、二级胺、三级胺和四级铵盐的混合物，称为霍夫曼（HofmannAW）烷基化反应。11.3.1胺的碱性季铵盐的生成芳香胺的碱性注意:苯胺不能与醋酸成盐按碱性强弱排序：苯胺二苯胺三苯胺11.3.1胺的碱性局部麻醉剂普鲁卡因转变为普鲁卡因盐酸盐后，其药用性能有哪些改善？稳定性增加，水溶性增大，挥发性减小。11.3.1胺的碱性

练习：比较下列各组化合物水中的碱性，按碱性增强的次序排列：（1）a氨b苯胺c环己胺d苯磺酰胺

e苯甲酰胺f氢氧化四丁铵（2）a苯甲酸钠b苯磺酸钠c苯酚钠、

d苯硫酚钠e环己醇钠debacfbadce共轭酸的酸性越强，共轭碱的碱性越弱。11.3.1胺的碱性

伯、仲胺能与乙酰氯、酸酐等酰化剂反应，氨基上的H原子被酰基取代生成酰胺。N-取代酰胺11.3.2胺的酰化反应N-取代酰胺叔胺的N原子上无氢原子，不能起酰化反应。11.3.2胺的酰化反应酰化反应意义：①利用酰化反应可鉴别伯、仲胺。②酰化反应可增加药物脂溶性，降低毒性。③在有机合成中起保护氨基作用。11.3.2胺的酰化反应

11.3.2胺的酰化反应磺酰化反应

利用苯磺酰氯可以分离鉴别伯、仲、叔胺，这个方法叫兴斯堡（Hinsberg）反应。11.3.2胺的酰化反应苯磺酰氯11.3.2胺的酰化反应

不同类型的胺与HNO2反应，生成不同的产物。由于亚硝酸不稳定，在反应中用NaNO2与HCl（或H2SO4）作用产生。

1.伯胺与HNO2的反应11.3.3胺与亚硝酸反应芳香伯胺若在低温强酸性溶液与亚硝酸反应，生成重氮盐。11.3.3胺与亚硝酸反应

2.仲胺与亚硝酸的反应

仲胺与HNO2反应生成中性的黄色油状物或固体。N-亚硝基二乙胺（黄色油状）11.3.3胺与亚硝酸反应N-甲基苯胺N-亚硝基-N-甲基苯胺（黄色或棕色油状）亚硝基胺类化合物是致癌物质。11.3.3胺与亚硝酸反应3、叔胺与亚硝酸的反应（1）脂肪叔胺与亚硝酸的反应11.3.3胺与亚硝酸反应（2）芳香叔胺与亚硝酸的反应（发生取代反应生成碳亚硝基化合物）N,N-二甲基-4-亚硝基苯胺11.3.3胺与亚硝酸反应注意：取代反应优先发生在氨基的对位，如对位已被其它基团占据，则发生在邻位。不会在间位上发生取代。为什么？11.3.3胺与亚硝酸反应

1.卤代反应

由于氨基使苯环活化，所以苯胺很容易发生亲电取代反应。2,4,6-三溴苯胺（白色）11.3.4芳香胺的特殊反应如何由苯胺制备对溴苯胺？11.3.4芳香胺的特殊反应2.磺化反应11.3.4芳香胺的特殊反应3.硝化反应11.3.4芳香胺的特殊反应由苯胺制备邻硝基苯胺反应先用磺酸基占据乙酰苯胺的对位，再进行亲电取代反应时，硝基只能进入乙酰胺基的邻位。硝化后再经水解，得邻硝基苯胺。11.3.4芳香胺的特殊反应11.4重氮盐的化学性质苯重氮正离子的结构在重氮正离子Ar-N+N中，C-N-N键是线型结构，其氮原子是以sp杂化轨道成键，其轨道与苯环形成共轭体系，氮原子的正电荷因离域而分散。重氮和偶氮化合物都含有-N2-（氮氮重键）-N2-的两端都与烃基相连，叫偶氮化合物，-N=N-叫偶氮基；-N2-的一端与烃基相连，而另一端与非碳（如X等）相连叫重氮化合物，含有重氮基-N+≡N。11.4重氮盐的化学性质重氮：偶氮：通式为：

11.4重氮盐的化学性质氯化重氮苯重氮化合物、偶氮化合物的命名：对-羟基偶氮苯11.4重氮盐的化学性质苯重氮正离子的结构在重氮正离子Ar-N+N中，C-N-N键是线型结构，其氮原子是以sp杂化轨道成键，其轨道与苯环形成共轭体系，氮原子的正电荷因离域而分散。11.4重氮盐的化学性质

重氮化合物的化学性质非常活泼，能发生许多化学反应，一般归纳为两类一是放氮反应（取代反应）；二是偶联反应（留氮反应）。重氮盐的反应11.4重氮盐的化学性质11.4.1取代反应（放氮反应）

重氮基（-N2-）在不同条件下可被OH、-X、-CN、H等取代，生成各种不同的产物。11.4重氮盐的化学性质11.4.1取代反应重氮盐水解反应一般用重氮硫酸盐在40~50%的硫酸溶液中进行，强酸可以避免反应生成的酚与未反应的重氮盐发生偶联反应，如果用重氮盐的盐酸溶液，则常有副产物氯化物生成。11.4.1取代反应问题：用苯胺为原料合成1,3,5-三溴苯解题思路：利用氨基的定位效应，引入溴原子；再根据重氮阳离子的放氮反应，将氨基除去。11.4.1取代反应例取代反应的应用11.4.1取代反应重氮盐在适当条件下与芳胺或酚作用，由偶氮基（-N=N-）将两个分子偶联起来，生成偶氮化合物的反应，称为偶联反应。苯重氮正离子(C6H5N2+)是一种较弱的亲电试剂，它只能与一些很活泼的芳香烃（如酚、芳胺等）发生亲电取代反应。14.4.2偶联反应1.与酚的偶联反应与酚类偶联的适宜条件：pH=8~9

酚氧负离子的对苯环的活化作用更强。14.4.2偶联反应对-羟基偶氮苯（桔黄色）若碱性太强，重氮盐会形成重氮酸盐：重氮酸pH9~11重氮酸盐pH11~1314.4.2偶联反应对-二甲氨基偶氮苯（4-二甲氨基偶氮苯）反应最佳pH为5~72.与芳胺的偶联反应14.4.2偶联反应偶氮化合物具有鲜明的颜色，许多可作为染料。在医学上，偶氮染料可作为组织和细菌的染色。有的可作为酸碱指示剂，如甲基橙：苯型结构醌型结构14.4.2偶联反应

偶合位置：

由于空间阻碍，偶合反应主要发生在作用物的对位，若对位被占据时，才发生在邻位。邻、对位都被占据时，反应不能发生。偶合条件：与芳胺偶合：pH=5~7；与酚类偶合：pH=8~914.4.2偶联反应14.4.