《chap132 胺类化合物.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《chap132 胺类化合物.ppt（90页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第十四章 胺（1）,胺 氨分子中的H原子被烃基取代后 的衍生物。,CH3-NH2,HNH2,氨 甲胺,一.胺类化合物（Amine),伯 胺（一级胺）,仲 胺（二级胺）,叔 胺（三级胺）,R=烷基：脂肪胺 芳基：芳香胺,季铵盐（四级铵盐）,类型,注意胺的伯、仲、叔胺的分类与醇的伯、仲、叔醇的分类的差异。,伯胺,叔醇,2.根据烃基的种类不同分,脂肪胺 氮原子与脂肪烃基相连,芳香胺 氮原子与芳环直接相连,（二）命名,(1)在“胺”之前加烃基来命名；,(2)对仲胺和叔胺,当烃基相同时,在前面标出数目；,(3)当烃基不同，按次序规则“较优”的基团放在后面；,习惯命名法-简单的胺,CH3CH2-NH2,C
2、H3NHCH2CH3,叔胺,仲胺,NH2-CH2-CH2-NH2,CH3CH2-NH-CH2CH3,乙基+胺,乙 胺,乙基+二胺,乙二胺,甲基+乙基+胺,甲乙胺,二乙基+胺,二乙胺,甲基+乙基+异丙基+胺,甲乙异丙胺,伯胺,烷基连在芳胺氮原子上，则在烷基名称前加“N”字母，以便与苯环取代物加以区别。,N，N-二甲基苯胺,N-甲基-N-乙基苯胺,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,3一二乙氨基戊烷,二、胺的结构及物理性质,胺分子中，N原子是以不等性sp3杂化成键的，其构型成棱锥形。,1.胺的结构,故N原子上连有四个不同基团的化合 物存在着对映体，可
3、以分离出左旋体和右旋体。,第二节 胺类化合物,但由于二个异构体间的能垒低（21KJ/mol），在室温下可以103105次/s的速度交换，故不能分离。,R-构型,S-构型,HRS=25 kJmol-1常温下可转化，难于拆分,若限制翻转就能拆分出其对映体。例如：下面化合物就拆分成了一对对对映体。,芳胺和脂肪胺的结构比较,胺的物理性质,胺与醇相似，也是极性化合物。除叔胺外，伯胺和仲胺均易生成分子间的氢键。但氮的电负性小于氧，故胺的沸点比相对分子质量相近的非极性化合物高，比醇或羧酸的沸点低。,物态：,除甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺为气体其他均为液体或固体。,沸点：,CH3CH2CH2NH2CH3NHC2
4、H5（CH3）3N,48.7 35 3.5,溶解度:,伯、仲和叔胺都能与水分子通过氢键发生缔合，因此低级胺易溶于水。,二.胺类化合物的制备方法,脂肪族伯胺的制备,氨的烷基化（卤代烷的取代，SN2 机理）,有多取代产物，分离有难度 2o 或 3o RX 可能有消除产物,过量,副反应,腈、酰胺、肟、腙的还原,（第12章）,（第12章）,（第10章）,肟,腙,Gabriel 伯胺合成法（请结合上节课内容学习）,邻苯二甲酰亚胺,（肼解）,或水解,对甲苯磺酸酯,SN2机理,酰胺的 Hofmann 降解（Hofmann重排）（新内容）,Hofmann 降解,比原料少一个碳,脂肪族仲胺的制备（一些方法与伯胺
5、的制备类似）,伯胺的烷基化（卤代烷的取代）,此方法在合成上的主要问题是什么？,醛酮的还原胺化（亚胺的还原）,N-取代酰胺的还原,通过烯胺的还原,脂肪族叔胺的制备,仲胺的烷基化,胺的取代基位阻较小，产率较高。,烯胺,芳香胺的制备,硝基的还原,芳香族卤代物的取代（第16章）,苯炔机理,加成-消除机理,酰胺的 Hofmann 降解,例：,制备芳香伯胺,胺类化合物的性质（I）,结构分析,有碱性 有亲核性 可被氧化剂氧化,有未共用电子对,有活泼氢,可被强碱夺取 可被氧化剂氧化,N原子上的孤对电子:,1.碱性(basicity):,2.亲核性(nucleophilicity):,（一）碱性与成盐反应,1.
6、胺在水溶液中的碱性主要取决于,给电子基,N电子云密度,碱性,2.判别碱性的方法 形成铵正离子的稳定性,碱性:,脂肪叔胺 脂肪仲胺 脂肪伯胺 NH3,（1）电子效应,芳香胺碱性小于氨和脂肪胺芳香胺的碱性强弱是：,pKb 9.30 13.8 中性,原因：,p-共轭，使N电子云密度降低，碱性比氨弱,（2）溶剂化效应,溶剂化效应是给电子的，N上的H越多，溶剂化效应越大，形成的铵正离子就越稳定。,NH3 脂肪伯胺 脂肪仲胺 脂肪叔胺,碱性：,（3）空间效应,烷基越多,不利于氢键的形成,溶剂化效应弱,碱性弱,碱性:,NH3 脂肪伯胺 脂肪仲胺 脂肪叔胺,电子效应：3o胺 2o胺 1o胺 空间效应：1o胺
7、2o胺 3o胺 溶剂化效应：NH3 1o胺 2o胺 3o胺,碱性影响因素:,综合上面因素，碱性大小顺序是：,脂肪仲胺脂肪伯、叔胺 NH3芳香伯胺芳香仲胺芳香叔胺,按碱性由强到弱的顺序排列下列化合物。,答案：,例题14-1,3.成盐反应,成盐反应的应用,不溶于水 溶于水 不溶于水,（1）用于分离、提纯,所有的铵盐都具有一定的熔点或分解点。,（2）用于鉴定,（3）增加胺类药物的溶解性,+,普鲁卡因,盐酸普鲁卡因,（局部麻醉剂）,水溶性好，稳定，无毒，无臭,胺类化合物的亲核性（胺作为亲核试剂）,与卤代烃的亲核取代反应（胺的烷基化）,季铵盐,与醛酮的亲核加成反应,1o 胺,2o 胺,3o 胺,亚胺,烯
8、胺,芳胺烃化的条件要剧烈的多:,与羧酸衍生物的亲核取代反应,1o or 2o 胺,3o 胺,作 用,修饰胺类药物,乙酰化,对氨基苯酚,对乙酰氨基苯酚,（扑热息痛）,解热镇痛，但毒副作用大,增强疗效，降低毒副作用,胺与磺酰氯的反应（补充内容）,性质类似酰氯 比酰氯稳定（在水中有一定的稳定性）,磺酰氯:,磺 酰 氯,磺 酰 胺,磺 酸 酯,磺酰胺的性质,活泼氢,Hinsberg试验早期用于鉴定胺的类型,磺胺类抗菌素,S.N.,对氨基苯磺酰胺,S.G.,磺胺胍，治肠炎,S.M.Z.,治呼吸道、泌尿、肠道感染,S.D.,磺胺嘧啶,S.I.Z.,磺胺异恶唑,+,重氮化反应,+,重氮盐,芳香伯胺,重氮盐稳
9、定性差，干燥时易爆炸,（3）与亚硝酸的反应,1伯胺与亚硝酸反应,+,烯、卤代烃、醇等混合物,脂肪伯胺,此反应可定量放出氮气，用作氨基定量测定。,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,2.仲胺与亚硝酸反应,+,N-甲基-N-亚硝基苯胺,（黄色油状物）,芳香仲胺,+,N-亚硝基二甲胺,（黄色油状物）,脂肪仲胺,亚硝酸盐，强致癌物,实验 仲胺与亚硝酸的反应,试管二乙胺,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,3
10、.叔胺与亚硝酸反应,桔黄色,翠绿色,N,N-二甲基对亚硝基苯胺,芳香叔胺,+,脂肪叔胺,亚硝酸盐,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,小结,鉴别伯、仲、叔胺（现象）,脂肪胺 芳香胺,重氮盐,黄色油状物或固体,黄色油状物或固体,亚硝酸盐,伯胺,仲胺,叔胺,/05,桔黄,翠绿色,例题12-2,黄 色,桔黄色,无色（重氮盐）,鉴别苯胺、N-甲基苯胺和N,N-二甲基苯胺。,（六）芳香胺的亲电取代反应,+,+,1.卤代反应,第二节 胺类化合物,苯胺与碘作用只得到一碘化物:,要得到一取代物，须使芳
11、环的活性降低：,第二节 胺类化合物,2.硝化反应 芳伯胺直接硝化易被硝酸氧化，必须先把氨基保护起来（乙酰化或成盐），然后再进行硝化。,第二节 胺类化合物,对氨基苯磺酸形成内盐。,3.磺化反应,第二节 胺类化合物,对氨基苯磺酰胺是一类很重要的药物，称为磺胺药物。,第二节 胺类化合物,磺胺药物的诞生,1927年，德国化学家刚世尔（G.Domagk)研究化学物质对链球菌的影响，发现一种称为百良多息的化学物质，显示出优异的抗细菌活动。,红色染料（百良多息）在小肠中分解 成磺胺第一个抗菌药物,磺胺药物的临床应用,1933年，百良多息正式应用于临床治疗，因葡萄球菌 感染患败血病病危的小孩得到康复。1940
12、年，牛津大学生物化学家们发现百良多息在人体内通过小肠分解，放出一种磺胺物质(也称为4-氨基苯磺酰胺），阻止了细菌酶的生理作用。,磺胺胍(S.G.)磺胺噻唑(S.T.)磺胺嘧啶(S.D.),（七）烯胺 氨基直接与双键相连的化合物，称为烯胺。,一般是含a-H的醛或酮与仲胺作用的产物。,烯胺,第二节 胺类化合物,当烯胺与卤代烷反应时，可得到N-烃化和C-烃化二种产物：,N-烃化物,C-烃化物,加热,第二节 胺类化合物,C-烃化物水解后生成在a-位烃化的醛或酮：,因此，醛酮可以通过烯胺进行烃化。,第二节 胺类化合物,第三节 季铵盐和季铵碱,一、季铵盐,1.制法 叔胺与卤代烷或活泼芳卤作用，则得到季铵盐
13、。,相应于铵盐的四烃基取代物，称为季铵盐：,氯化四甲铵,氯化甲铵（伯胺盐）,2.命名,2主要用途 1表面活性剂、抗静电剂、柔软剂、杀菌剂。2动植物激素。如：乙酰胆碱,3有机合成中的相转移催化剂。,二周不反应！,第三节 季铵盐和季铵碱,第三节 季铵盐和季铵碱,氢氧化四甲铵,季铵碱,二、季铵碱,1制法,第三节 季铵盐和季铵碱,2性质（1）强碱性，其碱性与NaOH相近。易潮解，易溶于水。（2）化学特性反应加热分解反应,这种反应称为霍夫曼消除反应。,第三节 季铵盐和季铵碱,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,重氮盐和偶氮化合物都具有如下的官能团：,N2,偶氮化合物,对甲氨基偶氮苯,一端与烃基相联 重氮化合
14、物,二端与烃基相联 偶氮化合物,偶氮苯,重氮化合物,CH2N2,重氮甲烷,氯化重氮苯,一、芳香重氮盐的反应,+,氯化重氮苯,芳香伯胺,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,重氮盐的反应类型,取代（主要反应）偶联 还原,重氮盐的取代反应,（一）重氮基被卤素或氰基取代（放氮反应）,+,+,+,此法称为桑德迈尔（Sandmeyer）法，适合于氯、溴、氰基的引入。,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,（二）被硝基、磺酸基和硫氰基取代,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,(三)被-OH取代,当重氮盐和硫酸水溶液共热时发生水解生成酚并放出氮气。,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,(四)被-H取代,例：,第四节 重氮化合物
15、和偶氮化合物,例题12-3,合成：,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,重氮盐可被氯化亚锡、锡和盐酸、锌和乙酸、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等还原成苯肼。,（五）还原反应,若用强烈的还原剂，则得到苯胺和氨。,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,重氮盐与芳伯胺或酚类化合物作用，生成颜色鲜艳的偶氮化合物的反应称为偶联反应。,（六）偶联反应,G 强的给电子基（OH、OCH3、NH2、NHR等）,有鲜艳的颜色偶氮染料,取代一般发生在对位,一般规律：,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,一般在对位,若对位已有取代基，则进入邻位,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,1.与酚的偶合反应,+,对羟基偶氮苯,（桔黄色）,+,（红色）,-萘酚,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,2.与胺的偶合反应,第四节 重氮化合物和偶氮化合物,合成上应用举例,例 1：,通过重氮盐制备酚,分析,合成路线,除去邻位产物,例 2:,分析,重氮盐法,格氏试剂法,或,合成路线(重氮盐法),除去邻位产物,例 3：,间三溴苯,直接溴代，得不到目标产物,分析：考虑定位基团及应用去氨基化,合成路线,例 4：,直接溴代得邻、对位产物,考虑氨基的定位及去氨基化,合成路线,除去邻位产物,思考题：完成下列合成,或,
