醫(yī)學(xué)有機(jī)化學(xué)--第十章含氮有機(jī)化合物.ppt

1、第十章 含氮有機(jī)化合物,第一節(jié)胺 一 分類和命名 二 胺的制備 三 胺的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第二節(jié)重氮鹽和偶氮化合物 一重氮鹽的制備與結(jié)構(gòu) 二 重氮鹽的性質(zhì) 第三節(jié) 生物堿（alkaloid）,定義： 氨分子(NH3)中的氫原子被烴基取代后的化合物,一、分類和命名（classification and nomenclature） 1、分類 （1）按與氮原子相連的烴基數(shù)目不同分為：,第一節(jié) 胺 （amine）,伯胺(一級胺， 1 胺) (primary amine)： 定義：氨分子中只有一個(gè)氫原子被烴基取代。 通式：RNH2 。官能團(tuán)：氨基 NH2,叔胺（三級胺，3胺）(tertiary amine)

2、： 定義：氨分子中三個(gè)氫原子全被烴基取代。 通式： 官能團(tuán)：次氨基（叔氮）,仲胺（二級胺，2胺）(secondary amine)： 定義：氨分子中有兩個(gè)氫原子被烴基取代。 通式：R1-NH-R2 官能團(tuán)：亞氨基,請注意區(qū)分： 伯胺、仲胺和叔胺： 伯醇、仲醇和叔醇：,叔丁醇（叔醇）,叔丁胺（伯胺）,指氮上所連的烴基數(shù),指羥基所連的碳原子的類型,（2）季銨類化合物 季銨鹽:銨鹽分子中銨根離子上的四個(gè)氫原子被烴 基取代的化合物,（3）按與氮相連的烴基的種類不同分為：,脂肪胺：,芳香胺：,氮原子直接與芳環(huán)相連。Ph-NH2,氮原子與脂肪族碳相連。CH3NH2 ph-CH2NH2,注意：若NH4+中四

3、個(gè)氫沒有完全被烴基取代，則不叫季銨鹽，而是銨鹽。如：（C2H5）3NH+Cl-,季銨堿：氫氧化銨分子中銨根離子上的四個(gè)氫原 子被烴基取代的化合物,2、命名 （1）簡單的胺：根據(jù)烴基的名稱稱“某胺”，烴基相同的合并；烴基不同時(shí)，按優(yōu)先基團(tuán)后列出的規(guī)則排列烴基。,異丙胺,三乙胺,甲乙異丁胺,二苯胺,-萘胺,4-甲基-3-乙基苯胺,N，N-二甲基-對-硝基苯胺,N-乙基-N-異丙基苯胺,（2） 氮原子上連有脂肪烴基的芳胺： 以芳胺作母體，把氮上的脂肪烴基作取代基，前面加“N”，表示脂肪烴基連在氮上，而不是芳環(huán)上。,N-甲基-N-乙基丙胺,對于脂肪族仲胺和叔胺也可按此方法命名,2-甲基-4-氨基己烷,

4、（3）復(fù)雜的胺： 以烴基或其它官能團(tuán)作母體，把氨基作取代基。,4-二甲氨基苯甲醛,2-甲基-1-氨基-5-甲氨基己烷,（4） 季銨類化合物：稱“某化銨”,氯化四甲銨,溴化二甲基十二烷基芐銨（新潔爾滅）,氫氧化三甲基乙銨,氫氧化三甲基羥乙銨（膽堿）,“氨、胺和銨”的使用,二、胺的結(jié)構(gòu),注意,銨：氮上帶有正電荷時(shí)（季銨鹽，季銨堿，胺的鹽等）,氨：用于“氨氣”、“氨基酸”、“某氨基”中。如： -NH2, =NH, CH3NH-（甲氨基）,胺: 用于氨的烴基衍生物。,107.3。,112.9。,108。,（三）胺的制備,1 硝基化合物的還原,2. 腈的還原,3. Hofmann（霍夫曼）降解,4.氫化

5、鋰鋁還原酰胺,4、芳香胺有毒。芳香胺為高沸點(diǎn)的液體或低熔點(diǎn)的固體；芳香胺易被空氣氧化而變色；毒性較大，易透過皮膚而被吸收。如：聯(lián)苯胺、-萘胺等具有致癌性。,（四）胺的物理性質(zhì),1、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)：甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺是氣體，311碳的胺為液體，11個(gè)碳以上的胺為固體。伯胺和仲胺的沸點(diǎn)比分子量相近的烷烴高，但比相應(yīng)的醇低；叔胺的沸點(diǎn)與分子量相近的烷烴接近。,2、溶解度：6個(gè)碳以下的胺易溶于水。,3、氣味：低級的胺有氨的氣味，有的有“魚腥味”，高級的胺無味。,（三）胺的化學(xué)性質(zhì) 1、堿性與成鹽反應(yīng),影響胺堿性的因素： 電子效應(yīng)：“N”上脂肪烴基越多，胺的堿性越強(qiáng);芳香胺中由于N原子上的孤對電子與

6、苯環(huán)電子的共軛，使N原子上的電子云向苯環(huán)分散，N原子結(jié)合質(zhì)子的能力降低，堿性減弱。,叔胺仲胺伯胺氨苯胺,溶劑化作用：銨離子越易溶劑化，越穩(wěn)定，相應(yīng)胺的堿性越強(qiáng)。也就是說取決于它與水形成氫鍵的機(jī)會多少。,氨伯胺仲胺叔胺,空間效應(yīng)：“N”上烴基越多，空間位阻越大，“N”與H+結(jié)合越困難，胺的堿性越弱。,氨伯胺仲胺叔胺,季銨堿脂肪族仲胺脂肪族伯胺脂肪族叔胺氨芳香胺酰胺,結(jié)論：,用于分離和提純化合物胺；另外，可增加胺的穩(wěn)定性。,或,氯化甲銨,甲胺鹽酸鹽，鹽酸甲胺,或,氯化苯銨,苯胺鹽酸鹽,2、與亞硝酸的反應(yīng),（1）伯胺與亞硝酸反應(yīng),脂肪族伯胺：即使在低溫下也放出氮?dú)?，生成醇、鹵代烴、烯等混合物。,芳香

7、族伯胺：在強(qiáng)酸性和低溫（05 ）下可生成芳香族重氮鹽，生成重氮鹽的反應(yīng)叫重氮化反應(yīng)。,（2）仲胺與亞硝酸的反應(yīng),脂肪族和芳香族仲胺與亞硝酸反應(yīng)生成黃色油狀液體或固體的N-亞硝基化合物,N-亞硝基二乙胺,N-甲基-N-亞硝基苯胺,亞硝胺化合物及亞硝酸鹽有毒，例如，甘肅平?jīng)雠Ｄ掏抖鞠右扇讼群髢纱瓮斗艁喯跛猁} 。致39人中毒，其中3名幼兒死亡 。,癥狀1、頭痛、頭暈、乏力、胸悶、氣短、心悸、惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、腹脹等。2、全身皮膚及粘膜呈現(xiàn)不同程度青紫色。3、嚴(yán)重者出現(xiàn)煩燥不安、精神萎靡、反應(yīng)遲鈍、意識喪失、驚厥、昏迷、呼吸衰竭甚至死亡。 檢查血中高鐵血紅蛋白含量測定。 治療1、對癥治療：催吐、

8、洗胃、導(dǎo)瀉、靜脈輸液、利尿，糾正其酸中毒，給予吸氧及其它對癥處理。2、應(yīng)用解毒劑亞甲蘭（美蘭）。,中毒機(jī)理：亞硝酸鹽為強(qiáng)氧化劑，進(jìn)人人體后，可使血中低鐵血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白，失去運(yùn)氧的功能，致使組織缺氧，出現(xiàn)青紫而中毒。,（3）叔胺與亞硝酸的反應(yīng) 脂肪族叔胺:只顯示其堿性,與亞硝酸生成不穩(wěn)定的亞硝酸鹽，遇堿游離為胺,芳香族叔胺與亞硝酸反應(yīng)生成C-亞硝基化合物,N,N-二甲基-對-亞硝基苯胺,C-亞硝基化合物上述溶液為橘黃色。原因是：,翠綠色,橘黃色,注意,小結(jié)：胺與亞硝酸的反應(yīng)可以用來鑒別伯、仲、叔胺,脂肪胺,伯胺： 仲胺： 叔胺：,芳胺,伯胺： 仲胺： 叔胺：,顯示堿性成鹽。,生成黃色

9、油狀或固體的N-亞硝基化合物。,放出氮?dú)狻?C-亞硝基化合物，反應(yīng)液呈橘黃色。,生成黃色油狀或固體的N-亞硝基化合物。,低溫下生成重氮鹽。加熱放出氮?dú)狻?3、?；磻?yīng)(?；噭? 酰鹵、酸酐),?；磻?yīng)具有保護(hù)氨基、降低反應(yīng)活性和藥物毒性的作用,叔胺不發(fā)生?；磻?yīng),伯胺、仲胺易與酰氯或酸酐等作用生成酰胺,例1：由苯胺合成對溴苯胺,例2：在藥物方面的應(yīng)用。,對-羥基乙酰苯胺（撲熱息痛）,對-羥基苯胺,4、磺?；磻?yīng)（興斯堡Hinsberg反應(yīng)）,白色固體,白色固體,叔胺不與磺酰氯發(fā)生反應(yīng)，故興斯堡反應(yīng)分離和鑒別伯、仲、叔胺。利用磺?；磻?yīng)可合成磺胺類藥物。,構(gòu)效關(guān)系 N1上的一個(gè)氫被取代后增

10、強(qiáng)藥效，降低毒性；N4上的氫被取代時(shí)，藥效降低甚至喪失其抑制作用。,對-氨基苯磺酰胺（磺胺）,新諾明（SMZ）（磺胺甲基異噁唑）,5、芳香胺的親電取代反應(yīng),（1）鹵代,（2）硝化,由苯胺合成對硝基苯胺,（3）磺化,白色結(jié)晶,對氨基苯磺酸為白色結(jié)晶，是合成燃料的中間體，對氨基苯磺酰胺是合成磺胺類藥物的中間體,第二節(jié) 重氮鹽和偶氮化合物 Diazo Salt and Azo Compounds,重氮化合物： -N2-只有一端與烴基相連的化合物。,偶氮化合物： -N2-兩端都與烴基相連的化合物。,重氮甲烷,氯化重氮苯,苯重氮酸,偶氮苯,4-甲基-4-羥基偶氮苯,一 重氮鹽的制備與結(jié)構(gòu),一般不穩(wěn)定，需

11、5以下保存，離子型化合物，易溶于水，不溶于一般有機(jī)溶劑，干燥時(shí)遇熱和震動易爆炸。,二、重氮鹽的性質(zhì),（一）、重氮基被取代（放氮反應(yīng)）,例題：由苯合成1，3，5-三溴苯,（二）、偶聯(lián)反應(yīng)（留氮反應(yīng)）(Coupling reaction),條件：低溫，中性、弱堿性或弱酸性； 活性高的芳香族化合物（酚、芳胺等）,對羥基偶氮苯（橘黃色）,反應(yīng)類型：親電取代反應(yīng)。,反應(yīng)的產(chǎn)物：偶氮化合物（一般具有鮮艷的顏色）。,反應(yīng)的位置：對位；若對位有基團(tuán)，則在鄰位；若對位和鄰位均有取代基，也不在間位發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)。,4-二甲氨基偶氮苯（黃色）,偶聯(lián)反應(yīng)不能在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿條件下進(jìn)行的原因： 在強(qiáng)酸中，氫離子與苯胺或苯酚中

12、的N或O結(jié)合，形成正離子，降低了苯環(huán)上的電子云密度；在強(qiáng)堿中，易生成重氮酸鹽，重氮酸鹽不發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)。,重氮鹽與芳胺的偶聯(lián)反應(yīng)最佳pH為57 酚類與重氮鹽的偶聯(lián)反應(yīng)在弱堿性溶液中進(jìn)行的最快,第三節(jié) 生物堿（alkaloid）,一、生物堿的概念及臨床應(yīng)用,1、定義：存在于生物體內(nèi)（主要是植物體內(nèi)）具有顯 著生理活性的含氮堿性有機(jī)化合物。,2、性質(zhì)：苦、毒、無、固、旋、鹽、淀、色,苦：生物堿一般具有苦味。,毒：一般來說毒性很強(qiáng)。量少可作藥物，量大引起中毒，甚至死亡。,無：一般為無色。個(gè)別有顏色。如：黃連素為黃色。,固：一般為固體。個(gè)別為液體。如煙堿（尼古?。橐后w。,旋：一般具有旋光性，多為左旋。

13、,鹽：與酸成鹽。,淀：生物堿遇一些試劑生成沉淀。如：碘化汞鉀（K2HgI4）、碘化鉍鉀（KBiI4）、I-KI等。,色：生物堿遇一些試劑發(fā)生顏色反應(yīng)。常用的生物堿顯色劑有：1%的釩酸銨的濃硫酸溶液、1%的鉬酸鈉的濃硫酸溶液、甲醛的濃硫酸溶液，等。,如：甲醛的濃硫酸溶液遇嗎啡呈紫紅色，遇可待因呈蘭色。,3 幾種常見的生物堿,（1) 麻黃堿（麻黃素）,麻黃,中麻黃,木賊麻黃,草麻黃,1.用于預(yù)防支氣管哮喘發(fā)作和緩解輕度哮喘發(fā)作，對急性重度哮喘發(fā)作療效不佳。 2.用于蛛網(wǎng)膜下腔麻醉或硬膜外麻醉引起的低血壓及慢性低血壓癥。 3.治療各種原因引起的鼻粘膜充血、腫脹引起的鼻塞。,存在：麻黃,(2)冰毒和搖

14、頭丸（苯丙胺類） 是一類具有致幻和成癮作用的毒品。 冰毒：N-甲基苯異丙胺（去氧麻黃素）,搖頭丸（藍(lán)精靈）：,存在：煙草。煙草中含28%，香煙中含1.5%。,(3) 煙堿（尼古丁）（吡啶環(huán)）,作用：量少興奮中樞神經(jīng)，增高血壓；量大抑制中樞神經(jīng)，麻痹心臟，甚至死亡。,據(jù)報(bào)道，一支香煙中的尼古丁可毒死10只小白鼠，25支香煙中的尼古丁能毒死一頭牛，4060毫克尼古丁可使人致死,(3)可卡因（哌啶環(huán)）：,存在： 古柯樹(灌木，是美洲大陸的傳統(tǒng)種植作物)。,可卡因俗稱“可可精” ，其鹽類呈白色晶體狀，無氣味，味略苦而麻，易溶于水和酒精?？煽ㄒ蚴亲顝?qiáng)的天然中樞神經(jīng)興奮劑。毒販出售呈塊狀的可卡因，稱“滾石

15、”。吸毒者則把可卡因稱作“自由壘”或“快樂客”。,作用：中樞神經(jīng)興奮劑 局部麻醉,存在：茶葉,(4) 茶堿（嘌呤類）,作用：興奮中樞神經(jīng)，舒張平滑肌。用于利尿和平喘藥,作用：抗菌、消炎。用于治療 腸炎和細(xì)菌性痢疾。,(5) 小蘗堿（黃連素）（異喹啉類）：,存在：黃連、黃柏、三顆針等,黃連,二、嗎啡、可待因和海洛因的結(jié)構(gòu)、功能和毒害,來源：嗎啡和可待因存在于罌粟中。 海洛因是由嗎啡人工合成的。,嗎啡,可待因,海洛因,罌粟現(xiàn)在以印度與土耳其為兩大主要產(chǎn)地；亞洲方面，以中國、泰國、緬甸邊境的金三角為主要非法種植地區(qū)。,罌粟是一年或二年生草本植物，高60150cm,花期46月，有白色、粉紅色、紫紅色等；果期68月。,在果實(shí)（蒴果）充分成長而尚未成熟，果皮仍為綠色或稍現(xiàn)黃色時(shí)，選擇晴天傍晚，用利刀淺割果皮，白色乳汁即自割縫中滲出，,在空氣中漸由微紅色變成棕色，并