醫(yī)學有機化學章胺和生物堿1第一頁，共五十八頁，2022年，8月28日第一節(jié)胺第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（一、分類和命名）

一、分類和命名(一)分類

氨分子中1個、2個或3個H原子被烴基取代,分別生成伯胺(一級胺,1°)、仲胺(二級胺,2°)和叔胺(三級胺,3°)。伯胺仲胺叔胺上頁下頁首頁2第二頁，共五十八頁，2022年，8月28日注意：只有N原子直接與芳環(huán)相連才屬于芳香胺.芳香仲胺脂肪仲胺第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（一、分類和命名）

上頁下頁首頁3第三頁，共五十八頁，2022年，8月28日伯、仲、叔胺的區(qū)別與伯、仲、叔醇或鹵代烴不同。叔丁醇叔丁基胺(伯胺)(叔醇)(叔鹵代烴)

叔丁基氯?第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（一、分類和命名）

上頁下頁首頁4第四頁，共五十八頁，2022年，8月28日

相應于氫氧化銨和銨鹽的四烴基取代物,分別稱為季銨堿和季銨鹽(quaternaryammoniumion)。膽堿(季銨堿)

季銨鹽

如果NH4+中4個H原子沒有完全被烴基取代，則不屬于季銨類化合物，而是胺的鹽類。CH3CH2NH3+Cl－或?qū)憺镃H3CH2NH2

·HCl氯化乙銨（或：乙胺鹽酸鹽）——伯胺的鹽第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（一、分類和命名）

上頁下頁首頁5第五頁，共五十八頁，2022年，8月28日(二)命名：氨：ammonia.

表示NH3以及由氨衍生的基團銨：ammonium.表示季銨及氨、胺的鹽

N

與4個原子或基團相連，N原子帶正電荷。胺：amine.表示

NH3的烴基衍生物

首先注意氨、胺、銨三個字的區(qū)別。第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（一、分類和命名）

上頁下頁首頁6第六頁，共五十八頁，2022年，8月28日簡單胺的命名“烴基名”＋“胺”(按“優(yōu)先基團后列出”原則排列烴基)methylaminecyclopentylamineisopropylmethylamine甲胺甲基異丙基胺環(huán)戊胺2,4-hexanediamine2-naphthylamine2,4-己二胺2-萘胺,β-萘胺三乙胺triethylamine

第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（一、分類和命名）

上頁下頁首頁7第七頁，共五十八頁，2022年，8月28日2.N上連有脂肪烴基的芳香仲、叔胺的命名

N,N-二甲基苯胺N,N-dimethylanilineN-乙基-N-丙基環(huán)己胺N-ethyl-N-propylcyclohexylamineN-甲基-對-甲基苯胺N-methyl-p-methylaniline

以芳香胺為母體，在脂肪烴基名稱前標上“N”。也可按類似方法命名脂肪仲、叔胺。第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（一、分類和命名）

上頁下頁首頁8第八頁，共五十八頁，2022年，8月28日3.結(jié)構(gòu)復雜的胺的命名氨基做取代基，烴或其他官能團為母體。4-二甲氨基苯甲醛4-dimethylaminobenzaldehyde

3-氨甲基-6-甲氨基辛烷3-aminomethyl-6-methylaminooctane2-甲基-4-氨基戊烷2-amino-4-methylpentane

第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（一、分類和命名）

上頁下頁首頁9第九頁，共五十八頁，2022年，8月28日4.季銨鹽(或胺的鹽)和季銨堿的命名

分別與NH4+Cl-、NH4+OH-的命名相似。碘化甲銨methylammoniumiodide溴化四乙銨tetraethylammoniumbromide

氫氧化四甲銨氫氧化羥乙基三甲基銨(膽堿，choline)tetramethylammoniumhydroxide第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（一、分類和命名）

上頁下頁首頁10第十頁，共五十八頁，2022年，8月28日課堂練習:將下列化合物按伯仲叔季分類并命名。第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（一、分類和命名）

上頁下頁首頁11第十一頁，共五十八頁，2022年，8月28日二、胺的結(jié)構(gòu)第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（二、胺的結(jié)構(gòu)）

N以不等性sp3雜化形成三棱錐型分子。上頁下頁首頁12第十二頁，共五十八頁，2022年，8月28日

苯胺中的氮原子仍為不等性sp3雜化，但孤電子對所占據(jù)的軌道含有更多p

軌道的成分。sp3

雜化,但含更多p

成分N上孤電子對離域到苯環(huán),使苯環(huán)電子密度增加,N上電子密度降低。第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（二、胺的結(jié)構(gòu)）

上頁下頁首頁13第十三頁，共五十八頁，2022年，8月28日

如果胺分子中的N

原子上連有3個不同的基團,則成為手性分子,理論上應該存在一對對映體。

但實際上從未分離得到過這樣的異構(gòu)體。這是因為孤電子對不能起到第四個基團的作用使分子的構(gòu)型固定下來。103~105/s(室溫)動畫模擬：胺對映異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)化第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（二、胺的結(jié)構(gòu)）

上頁下頁首頁14第十四頁，共五十八頁，2022年，8月28日

如果有某種因素阻礙氮原子通過平面型過渡態(tài)相互快速轉(zhuǎn)化，則可拆分出對映異構(gòu)體。如某些氮原子位于環(huán)上的胺類:Troger氏堿的對映異構(gòu)第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（二、胺的結(jié)構(gòu)）

上頁下頁首頁15第十五頁，共五十八頁，2022年，8月28日

對于季銨類化合物，如果四個烴基不同，則存在對映異構(gòu)體。如下面的化合物可以拆分為左旋體和右旋體。第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（二、胺的結(jié)構(gòu)）

上頁下頁首頁16第十六頁，共五十八頁，2022年，8月28日第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（三、物理性質(zhì)）

三、胺的物理性質(zhì)

脂肪胺：低級胺是氣體或易揮發(fā)的液體,有特殊氣味；高級胺為固體,一般無氣味。6C以下的胺通常都溶于水。

芳香胺：為高沸點的液體或低熔點的固體,有特殊氣味；一般難溶于水,易溶于有機溶劑;大多具有毒性，某些芳香胺具有致癌作用。上頁下頁首頁17第十七頁，共五十八頁，2022年，8月28日問題:對脂肪胺而言,相對分子質(zhì)量相同的伯、仲、 叔三類胺，其沸點和水溶度順序均為： 伯胺>仲胺>叔胺。試加以解釋？

答：沸點：R-NH2、R2NH

分子間形成氫鍵的能力依次 減弱，R3N分子間不能形成氫鍵。水溶度:伯仲叔3類胺與水形成氫鍵的能力依次減弱。第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（三、物理性質(zhì)）

上頁下頁首頁18第十八頁，共五十八頁，2022年，8月28日四、胺的化學性質(zhì)第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（四、化學性質(zhì)）

胺分子中氮原子上具有的孤電子對使胺具有堿性和親核性。由于p-π供電子共軛效應，芳香胺具有較高的親電取代反應活性。1.堿性2.親核性3.芳胺親電取代反應活性增高上頁下頁首頁19第十九頁，共五十八頁，2022年，8月28日(一)堿性與成鹽反應

與氨相似,胺分子中氮原子上的孤對電子能接受質(zhì)子,呈堿性。

胺的堿性強弱與氮上電子云密度有關(guān)。氮上電子云密度越大，接受質(zhì)子的能力越強，堿性就越強。堿性序：脂肪胺

>

氨

>

芳香胺

第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（四、化學性質(zhì)）

上頁下頁首頁20第二十頁，共五十八頁，2022年，8月28日

胺的堿性強弱是電子效應、立體效應和溶劑化效應共同綜合作用的結(jié)果。1.電性效應

脂肪胺中的烷基是供電子基,它使N上的電子云密度增大，而且連接的烴基越多,電子云密度就越高,堿性增強。

芳胺N原子上的孤電子對與苯環(huán)共軛，電子離域到苯環(huán),結(jié)果使N原子的電子云密度減少,故堿性減弱。

單一的電性效應使胺的堿性由強至弱順序為：pKb 3~5 4.75 >9第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（四、化學性質(zhì)）

上頁下頁首頁21第二十一頁，共五十八頁，2022年，8月28日2.水的溶劑化效應

溶劑化程度越大,銨正離子越穩(wěn)定,其堿性越強(OH-濃度越高)單一溶劑化效應使其堿性強弱順序為：伯胺>仲胺>叔胺第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（四、化學性質(zhì)）

上頁下頁首頁22第二十二頁，共五十八頁，2022年，8月28日3.空間效應N原子上連接的基團越多越大,對N上孤對電子的屏蔽作用越大,N上孤對電子與H+結(jié)合就越難,堿性就越弱。pKb9.409.609.62 13.8

水溶液中胺的堿性強弱是多種因素共同影響的結(jié)果。各類胺的堿性強弱大致表現(xiàn)出如下順序：第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（四、化學性質(zhì)）

上頁下頁首頁23第二十三頁，共五十八頁，2022年，8月28日

季銨化合物分子中的氮原子已連接四個烴基并帶正電荷，再也不能接受質(zhì)子，這類化合物的堿性由與季銨正離子結(jié)合的負離子來決定。季銨堿的堿性即為OH-的堿性,為有機強堿。季銨堿與酸作用生成季銨鹽：季銨堿季銨鹽R4N+Cl-是強堿強酸鹽，與強堿作用后不會游離出季銨堿，而是建立如下平衡：第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（四、化學性質(zhì)）

上頁下頁首頁24第二十四頁，共五十八頁，2022年，8月28日胺類一般為弱堿,可與酸成鹽,但遇強堿又重新游離析出：

實驗室中常常利用胺的鹽易溶于水而遇強堿又重新游離析出的性質(zhì)來分離和提純胺。

胺(特別是芳胺)易被氧化,而胺的鹽則很穩(wěn)定.醫(yī)藥上常將難溶于水的胺類藥物制成鹽,以增加其水溶性和穩(wěn)定性。第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（四、化學性質(zhì)）

上頁下頁首頁25第二十五頁，共五十八頁，2022年，8月28日(二)烴基化反應

胺和氨一樣可作為親核試劑與鹵代烴發(fā)生SN2反應，產(chǎn)物是高一級的胺，最終生成季銨鹽。

如R’為甲基,則常稱此反應為“徹底甲基化反應”。

季銨鹽用途廣泛，可作殺菌劑、陽離子表面活性劑、相轉(zhuǎn)移催化劑、防銹劑、乳化劑和柔軟劑等。第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（四、化學性質(zhì)）

上頁下頁首頁26第二十六頁，共五十八頁，2022年，8月28日(三)?；磻?/p>

伯胺和仲胺仍象氨一樣能與酰鹵、酸酐作用生成酰胺。第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（四、化學性質(zhì)）

上頁下頁首頁27第二十七頁，共五十八頁，2022年，8月28日

胺?；磻膽?(2)分離、鑒定

(3)保護氨基

(1)醫(yī)藥方面.

增加藥物脂溶性，降低毒性第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（四、化學性質(zhì)）

Paracetamol(撲熱息痛)上頁下頁首頁28第二十八頁，共五十八頁，2022年，8月28日(四)磺酰化反應

伯胺和仲胺可與苯磺酰氯或?qū)?甲苯磺酰氯反應,生成相應的磺酰胺。叔胺不被磺酰化。

由伯胺生成的磺酰胺氮上的氫受磺酰基影響呈弱酸性，可與堿成鹽而溶于水；仲胺形成的磺酰胺氮上無氫，不與堿成鹽而呈固體析出。常利用此反應鑒別三類胺,稱為Hinsberg

(興斯堡)試驗法。第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（四、化學性質(zhì)）

上頁下頁首頁29第二十九頁，共五十八頁，2022年，8月28日(五)與亞硝酸的反應

胺與亞硝酸作用,伯仲叔胺各不同,脂胺芳胺有差異。可用于鑒別。

亞硝酸不穩(wěn)定，只能在反應過程中由亞硝酸鹽與鹽酸或硫酸作用產(chǎn)生。第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（四、化學性質(zhì)）

上頁下頁首頁30第三十頁，共五十八頁，2022年，8月28日1.伯胺

脂肪伯胺與HNO2反應生成極不穩(wěn)定的脂肪重氮鹽。

該重氮鹽即使在低溫下也會立即分解放出氮氣，并有醇、烯及鹵代烴等混合物的形成。

因能定量地放出氮氣，因此常用于氨基酸和多肽的定量分析。第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（四、化學性質(zhì)）

上頁下頁首頁31第三十一頁，共五十八頁，2022年，8月28日

芳香伯胺與HNO2在低溫(一般<5℃)及過量強酸水溶液中反應生成芳香重氮鹽，這個反應稱為重氮化反應(diazotization)。

干燥的重氮鹽通常極不穩(wěn)定，受熱或振蕩容易發(fā)生爆炸。升高溫度重氮鹽會逐漸分解，放出氮氣。第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（四、化學性質(zhì)）

上頁下頁首頁32第三十二頁，共五十八頁，2022年，8月28日2.仲胺

脂肪仲胺和芳香仲胺與亞硝酸反應，都是在氮上進行亞硝化,生成

N-亞硝基化合物。

N-亞硝基胺為中性的黃色油狀物或固體，絕大多數(shù)不溶于水而溶于有機溶劑?，F(xiàn)已被列為化學致癌物。第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（四、化學性質(zhì)）

上頁下頁首頁33第三十三頁，共五十八頁，2022年，8月28日3.叔胺

脂肪叔胺與HNO2

作用生成不穩(wěn)定易水解的鹽，若以強堿處理，則重新游離析出叔胺。(一種弱酸弱堿鹽)芳香叔胺與HNO2

作用生成對-亞硝基胺。第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（四、化學性質(zhì)）

上頁下頁首頁34第三十四頁，共五十八頁，2022年，8月28日桔黃色(醌式結(jié)構(gòu))翠綠色

在強酸性條件下實際形成的是一個具有醌式結(jié)構(gòu)的桔黃色的鹽,只有用堿中和后才會得到翠綠色的C-亞硝基化合物。

對位已被占據(jù)的芳香叔胺與HNO2

作用時，亞硝基取代在鄰位。第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（四、化學性質(zhì)）

上頁下頁首頁35第三十五頁，共五十八頁，2022年，8月28日(六)芳香胺的親電取代反應

氨基的供電子共軛效應使苯環(huán)上的電子云密度升高，所以芳胺易進行芳環(huán)上的親電取代反應。2,4,6-三溴苯胺(白色沉淀)

動畫模擬:苯胺與溴水作用利用此性質(zhì)可鑒別和定量分析苯胺。第十二章胺和生物堿第一節(jié)胺（四、化學性質(zhì)）

上頁下頁首頁36第三十六頁，共五十八頁，2022年，8月28日第二節(jié)重氮鹽和偶氮化合物第十二章胺和生物堿第二節(jié)重氮鹽和偶氮化合物

重氮和偶氮化合物都含有－N2－官能團。重氮甲烷偶氮甲烷偶氮苯氯化重氮苯苯重氮酸苯重氮磺酸鈉4-甲基-4’-羥基偶氮苯上頁下頁首頁37第三十七頁，共五十八頁，2022年，8月28日一、重氮鹽的制備及結(jié)構(gòu)第十二章胺和生物堿第二節(jié)重氮鹽和偶氮化合物（重氮鹽的制備及結(jié)構(gòu)）

重氮鹽是通過重氮化反應來制備的。

制備時,一般是先將芳伯胺溶于過量的鹽酸(或硫酸)中,在冰水浴中保持0～5℃,然后在不斷攪拌中逐漸加入亞硝酸鈉溶液直到溶液對淀粉碘化鉀試紙呈藍色為止,表明亞硝酸過量,反應已完成。上頁下頁首頁38第三十八頁，共五十八頁，2022年，8月28日重氮鹽的結(jié)構(gòu)：N原子sp雜化sp+π-π

共軛效應使芳香重氮鹽穩(wěn)定性增加第十二章胺和生物堿第二節(jié)重氮鹽和偶氮化合物（重氮鹽的制備及結(jié)構(gòu)）

上頁下頁首頁39第三十九頁，共五十八頁，2022年，8月28日苯重氮離子

重氮鹽具有鹽的特點,易溶于水,不溶于有機溶劑。

重氮鹽的穩(wěn)定性與它的酸根及苯環(huán)上的取代基有關(guān)。硫酸重氮鹽比鹽酸鹽穩(wěn)定,氟硼酸重氮鹽(ArN2+BF4-)穩(wěn)定性更高。苯環(huán)上連有吸電子基如鹵素、硝基、磺酸基等會增加重氮鹽的穩(wěn)定性。第十二章胺和生物堿第二節(jié)重氮鹽和偶氮化合物（重氮鹽的制備及結(jié)構(gòu)）

上頁下頁首頁40第四十頁，共五十八頁，2022年，8月28日二、重氮鹽的性質(zhì)第十二章胺和生物堿第二節(jié)重氮鹽和偶氮化合物（重氮鹽的性質(zhì)）

放氮反應(親電取代):重氮基被其它基取代并放出N2留氮反應(偶聯(lián)反應):產(chǎn)物分子中仍然保留2個N上頁下頁首頁41第四十一頁，共五十八頁，2022年，8月28日(一)重氮基被取代（放氮反應）第十二章胺和生物堿第二節(jié)重氮鹽和偶氮化合物（重氮鹽的性質(zhì)）

上頁下頁首頁42第四十二頁，共五十八頁，2022年，8月28日利用重氮鹽的水解可使重氮基變成羥基。

這一反應通常是用硫酸重氮鹽在40％～50％的硫酸溶液中加熱進行。若用鹽酸重氮鹽,則常有副產(chǎn)物氯苯生成。第十二章胺和生物堿第二節(jié)重氮鹽和偶氮化合物（重氮鹽的性質(zhì)）

上頁下頁首頁43第四十三頁，共五十八頁，2022年，8月28日

重氮鹽與碘化鉀水溶液共熱，不需要催化劑就能生成收率良好的芳香碘化物。利用重氮基被氰基取代的反應可以合成芳香羧酸。第十二章胺和生物堿第二節(jié)重氮鹽和偶氮化合物（重氮鹽的性質(zhì)）

上頁下頁首頁44第四十四頁，共五十八頁，2022年，8月28日

通過重氮基被氫原子取代的反應,可將芳胺變成芳烴,合成某些直接通過芳環(huán)上的取代反應不能得到的化合物。第十二章胺和生物堿第二節(jié)重氮鹽和偶氮化合物（重氮鹽的性質(zhì)）

上頁下頁首頁45第四十五頁，共五十八頁，2022年，8月28日問題:以苯為原料合成1,3,5-三溴苯。第十二章胺和生物堿第二節(jié)重氮鹽和偶氮化合物（重氮鹽的性質(zhì)）

上頁下頁首頁46第四十六頁，共五十八頁，2022年，8月28日(二)偶聯(lián)反應(留氮反應)

重氮鹽與酚或芳胺等化合物反應，由偶氮基－N=N－將兩個芳環(huán)連接起來，生成偶氮化合物的反應稱為偶聯(lián)反應(couplingreaction)。第十二章胺和生物堿第二節(jié)重氮鹽和偶氮化合物（重氮鹽的性質(zhì)）

上頁下頁首頁47第四十七頁，共五十八頁，2022年，8月28日共振結(jié)構(gòu)顯示重氮基的兩個N原子都帶正電荷。Sudanl(蘇丹1號,黃色)

第十二章胺和生物堿第二節(jié)重氮鹽和偶氮化合物（重氮鹽的性質(zhì)）

上頁下頁首頁48第四十八頁，共五十八頁，2022年，8月28日

由于重氮正離子是較弱的親電試劑，它只能進攻酚、芳胺等活性較高的芳環(huán),發(fā)生親電取代反應。

偶聯(lián)反應通常發(fā)生在羥基或氨基的對位，當對位被其它取代基占據(jù)時，則發(fā)生在鄰位，一般不發(fā)生在間位。如上述各化合物中箭頭所指的位置為偶聯(lián)反應發(fā)生的位置。第十二章胺和生物堿第二節(jié)重氮鹽和偶氮化合物（重氮鹽的性質(zhì)）

上頁下頁首頁49第四十九頁，共五十八頁，2022年，8月28日

反應介質(zhì)的酸堿性非常重要。一般說來,重氮鹽與芳胺的偶聯(lián)反應最佳pH為5～7。與酚類的偶聯(lián)反應則在弱堿性溶液中進行最快(pH7～10)。為什么？第十二章胺和生物堿第二節(jié)重氮鹽和偶氮化合物（重氮鹽的性質(zhì)）

上頁下頁首頁50第五十頁，共五十八頁，2022年，8月28日

重氮鹽與芳胺偶聯(lián)時,最佳pH5~7。pH<5時芳胺形成銨鹽,帶正電荷的基團使芳環(huán)上電子云密度降低，親電取代變難。

重氮鹽與酚類偶聯(lián)時最佳pH7~10。因為酚在弱堿性溶液中以Ar－O-

參與反應，而－O-

是比－OH

更強的活化基。

若在強堿性溶液中(pH>10),重氮鹽轉(zhuǎn)變成重氮酸(pH9~10)及重氮酸鹽(pH11~13),就不能起偶聯(lián)反應了。重氮酸重氮酸鹽第十二章胺和生物堿第二節(jié)重氮鹽和偶氮化合物（重氮鹽的性質(zhì)）

上頁下頁首頁51第五十一頁，共五十八頁，2022年，8月28日若4位被占,則在2位偶聯(lián)若1位被占,則不偶聯(lián)第十二章胺和生物堿第二節(jié)重氮鹽和偶氮化合物（重氮鹽的性質(zhì)）

上頁下頁首頁52第五十二頁，共五十八頁，2022年，8月28日第三節(jié)生物堿

(Alkaloid)

生物堿一般是指生物體內(nèi)的一類含氮有機化合物，許多生物堿具有顯著生理活性。生物堿的分子結(jié)構(gòu)多數(shù)屬于仲胺、叔胺，少數(shù)為伯胺，常含有氮雜環(huán)，且大多具有堿性。由于生物堿主要存在于植物中,故又稱植物堿。第十二章胺和生物堿第三節(jié)生物堿（生物堿的概念）

一、生物堿的概念及臨床應用生物堿一般按其來源命名。如煙堿、麻黃堿等。生物堿廣泛應用于醫(yī)藥中。

上頁下頁首頁53第五十三頁，共五十八頁，2022年，8月28日第十二章胺和生物堿第三節(jié)生物堿（二、幾種常見生物堿）

二、幾種常見的生