含氮有機(jī)化合物

含氮有機(jī)化合物第一頁，共三十一頁，2022年，8月28日學(xué)習(xí)目標(biāo)胺類的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、命名和分類胺的堿性與成鹽、?；磻?yīng)等化學(xué)性質(zhì)酰胺的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)尿素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，尿素的化學(xué)性質(zhì)和鑒別方法第二頁，共三十一頁，2022年，8月28日第一節(jié)胺胺是氨的烴基衍生物，即氨分子中的氫原子被烴基取代的化合物。胺是含氮有機(jī)化合物中最重要的一類，廣泛存在于自然界中。胺的衍生物具有重要的生理活性，在臨床上常用作解熱、鎮(zhèn)痛、抗菌等藥物。第三頁，共三十一頁，2022年，8月28日一、胺的結(jié)構(gòu)、分類和命名（一）胺的分類根據(jù)胺分子中氮原子所連烴基種類不同，可分為脂肪胺和芳香胺。氮原子與脂肪烴基相聯(lián)稱為脂肪胺，氮原子與芳香環(huán)相聯(lián)稱為芳香胺

脂肪胺芳香胺第四頁，共三十一頁，2022年，8月28日根據(jù)氮原子上所連烴基的數(shù)目不同，胺可分為伯胺(1°胺)、仲胺(2°胺)和叔胺(3°胺)。伯胺(1°胺)仲胺(2°胺)叔胺(3°胺)第五頁，共三十一頁，2022年，8月28日其中氨基()、亞氨基()和次氨基()，分別是伯、仲、叔胺的官能團(tuán)。胺的伯、仲、叔胺的分類與醇的伯、仲、叔醇的分類概念不同。伯、仲、叔胺是指氮原子上連有的烴基數(shù)目分別為1、2、3個(gè)，而伯、仲、叔醇是指羥基所連碳原子的種類。例如：

伯胺叔醇第六頁，共三十一頁，2022年，8月28日當(dāng)無機(jī)銨鹽或氫氧化銨的中的四個(gè)氫原子被四個(gè)烴基取代而生成的化合物，分別稱為季銨鹽（四級(jí)銨鹽）和季銨堿（四級(jí)銨堿）。例如：季銨鹽季銨堿上述分子中的4個(gè)R可以相同也可以完全不同，季銨鹽中的X-可以是鹵素離子也可以是酸根離子。如果中的四個(gè)氫原子沒有完全被烴基取代，則生成的不是季胺類化合物而是胺的鹽或堿。例如：氯化四甲銨（季銨鹽）氯化甲銨（伯胺鹽）第七頁，共三十一頁，2022年，8月28日

根據(jù)分子中氨基的數(shù)目，胺可分為一元胺、二元胺和多元胺。例如：

(二)胺的命名簡單胺的命名以胺為母體，根據(jù)烴基的名稱，稱為“某胺”；若氮原子連有多個(gè)相同的烴基時(shí)，用數(shù)字二、三表示烴基的數(shù)目稱此化合物為“二某胺”或“三某胺”。例如：一元胺二元胺第八頁，共三十一頁，2022年，8月28日

甲胺甲乙胺二甲胺

苯胺二苯胺對(duì)硝基苯胺第九頁，共三十一頁，2022年，8月28日如果與氮原子相連的烴基不同時(shí)，把簡單的烴基名稱寫在前面，復(fù)雜的寫在后面，稱為“某某胺”或“某某某胺”。例如：甲乙胺甲乙丙胺第十頁，共三十一頁，2022年，8月28日氮原子上連有烴基的芳香族仲胺和叔胺，命名時(shí)常以芳香胺為母體，脂肪烴基為取代基，并在脂肪烴基名稱前標(biāo)上“N”表示此烴基是直接連在氮原子上的。例如：

N-甲基苯胺N,N-二甲基苯胺N-甲基-N-乙基苯胺第十一頁，共三十一頁，2022年，8月28日于多元胺，與多元醇的命名相似，將氨基作為取代基進(jìn)行命名即可。例如：1,4-丁二胺第十二頁，共三十一頁，2022年，8月28日對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的胺，當(dāng)以胺為母體不便命名時(shí)，則以烴基為母體，氨基作為取代基命名。例如：

2-甲基-4-氨基戊烷

2，4-二甲基-2氨基-3-甲氨基五烷第十三頁，共三十一頁，2022年，8月28日季銨鹽和季胺堿的命名分別與無機(jī)銨鹽及氫氧化銨相似。例如：

氯化銨氯化四甲基銨氫氧化三甲基乙基銨第十四頁，共三十一頁，2022年，8月28日二、胺的性質(zhì)（一）胺的物理性質(zhì)低級(jí)脂肪胺如甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺，在常溫下為無色氣體，丙胺至十一胺是液體，十一胺以上均為固體。低級(jí)胺的氣味與氨相似，三甲胺有魚腥氣味，丁二胺和戊二胺等有動(dòng)物尸體腐敗后的氣味。胺和氨相似，為極性分子，除叔胺外，都能形成分子間氫鍵，所以它們的沸點(diǎn)比相對(duì)分子質(zhì)量相近的烷烴要高。另外，由于氮的電負(fù)性比氧小，胺分子間的氫鍵較醇分子間的氫鍵弱，所以胺的沸點(diǎn)比相應(yīng)的醇要低。叔胺不能形成分子間氫鍵，其沸點(diǎn)就與相對(duì)分子質(zhì)量相近的烷烴差不多了。而所有的三類胺都能與水形成氫鍵，因此低級(jí)胺(含6個(gè)碳原子以下)能溶于水，但隨著相對(duì)分子量的增加，其溶解度迅速降低，高級(jí)胺則難溶于水。芳香胺為高沸點(diǎn)液體或低熔點(diǎn)固體，有特殊臭味，毒性較大。例如苯胺可通過消化道、呼吸道或經(jīng)皮膚吸收而引起中毒。有些胺如3，4-二甲基苯胺、β-萘胺、聯(lián)苯胺等具有致癌作用。第十五頁，共三十一頁，2022年，8月28日

(二)胺的化學(xué)性質(zhì)胺分子中氮原子上的孤對(duì)電子能接受質(zhì)子，使胺具有堿性和親核性。胺的化學(xué)性質(zhì)主要體現(xiàn)在這兩個(gè)方面。1.弱堿性與氨相似，胺分子中氮原子上的孤對(duì)電子能接受質(zhì)子，呈堿性。脂肪胺的堿性比氨強(qiáng)，芳香胺的堿性比氨弱。因此，脂肪胺、芳香胺的堿性強(qiáng)弱順序?yàn)椋褐景罚景保痉枷惆返谑?，共三十一頁?022年，8月28日NH3十H2ONH4+

十OH-RNH2十H2ORNH3+

十OH-

胺類一般為弱堿，可與酸反應(yīng)生成銨鹽，但遇強(qiáng)堿又重新游離析出：

或?qū)懽鳎–H3NH2·HCl）

氯化甲銨(甲胺鹽酸鹽)第十七頁，共三十一頁，2022年，8月28日胺與酸形成的鹽一般都是易溶于水和乙醇的晶形固體。實(shí)驗(yàn)室中，常常利用胺的鹽易溶于水而遇強(qiáng)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。例如將局部麻醉藥普魯卡因制成鹽酸普魯卡因。

鹽酸普魯卡因第十八頁，共三十一頁，2022年，8月28日2.?；磻?yīng)伯胺和仲胺與酰鹵、酸酐等作用，使得氨基氮原子上的氫原子被?；ǎ┤〈甚０?。例如：第十九頁，共三十一頁，2022年，8月28日這種使有機(jī)化合物分子中引入?；姆磻?yīng)，稱為酰化反應(yīng)。在?；磻?yīng)中提供酰基的試劑（酸酐、酰鹵等）稱為酰化劑。叔胺氮原子上沒有可以被取代的氫原子，不能起?；磻?yīng)。胺的?；磻?yīng)有很多重要應(yīng)用。如解熱鎮(zhèn)痛藥物對(duì)乙酰氨基酚（撲熱息痛）和非那西丁的制備即利用了胺的這一性質(zhì):第二十頁，共三十一頁，2022年，8月28日三、季銨鹽叔胺與鹵代烷作用，就可生成季銨鹽季銨鹽與無機(jī)銨鹽相似，是離子型化合物，一般為白色結(jié)晶，有鹽的性質(zhì)，能溶于水，不溶于乙醚等非極性有機(jī)溶劑，熔點(diǎn)較高，受強(qiáng)熱時(shí)易分解為叔胺和鹵代烴。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。第二十一頁，共三十一頁，2022年，8月28日四、重要的胺及其衍生物（一）苯胺()苯胺是最簡單、最重要的芳香族伯胺，為無色油狀液體，長時(shí)間放置于空氣中會(huì)因氧化而使顏色變深；微溶于水，易容于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑。苯胺有毒，能透過皮膚或吸入蒸氣使人中毒，苯胺中毒癥狀為皮膚蒼白、四肢無力、頭暈等，中毒的主要原因是使血紅蛋白氧化為高鐵血紅蛋白，而使中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到抑制。苯胺是重要的化學(xué)試劑和化工原料，是合成藥物、染料、炸藥等的主要原料之一。苯胺的堿性很弱，只能和鹽酸、硫酸等強(qiáng)酸生成鹽。第二十二頁，共三十一頁，2022年，8月28日苯胺分子中氨基的供電子共扼效應(yīng)使苯環(huán)上的電子云密度升高，所以芳胺的苯環(huán)上容易進(jìn)行親電取代反應(yīng)。如苯胺和溴水在常溫下立即定量生成2，4，6-三溴苯胺白色沉淀。利用此性質(zhì)可鑒別和定量分析苯胺。2,4,6-三溴苯胺（白色）第二十三頁，共三十一頁，2022年，8月28日（二）膽堿和乙酰膽堿膽堿[HOCH2CH2N+(CH3)3]OH-,化學(xué)名稱為氫氧化三甲基-β-羥基乙銨，因最初從膽汁中發(fā)現(xiàn)，且具有堿性，故稱為膽堿。純凈的膽堿為白色晶體，能吸收空氣中的二氧化碳，易溶于水和醇，不溶于氯仿、乙醚等非極性溶劑。它廣泛分布于生物體內(nèi)，在腦組織和蛋黃中含量較高，是卵磷脂的組成部分，在體內(nèi)參與脂肪代謝，能促進(jìn)油脂生成磷脂，防止脂肪在肝內(nèi)沉積，有抗脂肪肝作用。乙酰膽堿[(CH3)3N+CH2CH2OCOCH3]OH-是膽堿分子中羥基的乙?；a(chǎn)物。它存在于相鄰的神經(jīng)細(xì)胞之間，是通過神經(jīng)節(jié)傳導(dǎo)神經(jīng)刺激的重要物質(zhì)，也稱為神經(jīng)遞質(zhì)。第二十四頁，共三十一頁，2022年，8月28日（三）苯丙胺類苯丙胺類包括苯異丙胺和N-甲基苯異丙胺，前者化學(xué)名為1-苯基-2-丙胺，于1887年首次合成，是第一個(gè)人工合成的興奮劑。后者的化學(xué)名為N-甲基-1-苯基-2-丙胺，它是無色透明晶體，形狀像冰（或冰糖），故稱“冰毒”。它的致幻性和成癮性極強(qiáng)，對(duì)人體的損害更甚于海洛因，吸食1～2周即產(chǎn)生嚴(yán)重的依賴性，并對(duì)心、腦、肺、肝、腎及神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的毒害作用，吸、食或注射0.2g即可致死，是嚴(yán)禁的毒品。甲基苯丙胺近幾年又以“搖頭丸”、“藍(lán)精靈”等商品名出現(xiàn)，在青少年中造成極大的危害。第二十五頁，共三十一頁，2022年，8月28日（四）腎上腺素和去甲腎上腺素腎上腺素和去甲腎上腺素是腎上腺髓質(zhì)分泌的兩種激素。它們都有兒茶酚核，屬兒茶酚胺類物質(zhì)。主要作用是加強(qiáng)心肌收縮，增加心輸出量，收縮血管，升高血壓，加強(qiáng)代謝，消除支氣管平滑肌痙攣。腎上腺素的鹽酸鹽是臨床上常用的升壓藥物，去甲腎上腺素的酒石酸鹽在臨床上用于周圍循環(huán)功能不全時(shí)低血壓的急救。腎上腺素去甲腎上腺素

第二十六頁，共三十一頁，2022年，8月28日第二節(jié)酰胺一、酰胺的結(jié)構(gòu)與命名酰胺從結(jié)構(gòu)上可以看作是氨或胺分子中的氮上的氫原子被酰基取代后生成的化合物。酰胺的通式為：第二十七頁，共三十一頁，2022年，8月28日酰胺的命名是根據(jù)相應(yīng)的?；Q，并在后面加上“胺”或“某胺”，稱為“某酰胺”或“某酰某胺”。例如：

當(dāng)酰胺中氮上連有烴基時(shí)，可將烴基的名稱寫在酰基名稱的前面，并在烴基名稱前加上“N-”“N，N-”，表示該烴基是與氮原子相連的。苯甲酰胺N，N－二甲基乙酰胺第二十八頁，共三十一頁，2022年，8月28日二、酰胺的化學(xué)性質(zhì)（一）酰胺的酸堿性酰胺一般是近中性的化合物，但在一定條件下可表現(xiàn)出弱酸或弱堿性。酰胺是氨或胺的酰基衍生物，分子中有氨基或烴氨基，但其堿性比氨或胺要弱得多。第二十九頁，共三十一頁，2022年，8月28日(二)水解反應(yīng)酰胺在通常情況下較難水解。在酸或堿的存在下加熱時(shí)，則可加速反應(yīng)，但比羧酸酯的水解慢得多。第三十頁，共三十一頁，2022年，8月28日許多酰胺類