第十三章胺和生物碱Amine and AlkaloidAmine and Alkaloid胺分类和命名分类和命名分类和命名分类和命名分类和命名分类和命名一一物理性质物理性质物理性质物理性质物理性质物理性质二二化学性质化学性质化学性质化学性质化学性质化学性质三三 重氮盐和重氮盐和重氮盐和重氮盐和重氮盐和重氮盐和偶氮化合物偶氮化合物偶氮化合物偶氮化合物偶氮化合物偶氮化合物四四脂肪胺脂肪胺 RNH2 R2NH R3N R4N X R4N OH-+ 芳香胺芳香胺 ArNH2 Ar2NH Ar3N伯胺伯胺 仲胺仲胺 叔胺叔胺 季铵盐季铵盐 季铵碱季铵碱1 2 3 4 4 氨基氨基 亚氨基亚氨基 次氨基次氨基 氨氨 胺胺 铵铵n n n分类分类一、胺的分类和命名一、胺的分类和命名叔丁胺（一级胺叔丁胺（一级胺) ) 叔丁醇（三级醇）叔丁醇（三级醇）命名命名3-氨氨甲基甲基-2-氨基戊烷氨基戊烷2-甲基甲基-3-乙氨基丁烷乙氨基丁烷注意注意注意注意结构复杂的胺结构复杂的胺氨基作取代基氨基作取代基简单的胺简单的胺胺作母体胺作母体甲乙异丙胺甲乙异丙胺氮原子连有脂肪烃基的芳香胺氮原子连有脂肪烃基的芳香胺 N-甲基甲基-N-乙基对甲基苯胺乙基对甲基苯胺N-甲基苯异丙胺甲基苯异丙胺N-甲基甲基-1-苯基苯基-2-丙胺丙胺（去氧麻黄素，（去氧麻黄素，“冰冰”毒）毒）氯化苯氯化苯铵铵盐酸苯盐酸苯胺胺（苯苯胺胺盐酸盐）盐酸盐）胺的盐胺的盐季铵盐和季铵碱季铵盐和季铵碱 氯化铵氯化铵氯化四乙铵氯化四乙铵溴化二甲基十二烷基苄溴化二甲基十二烷基苄(基基)铵铵（新洁尔灭）（新洁尔灭）（消毒防腐剂）（消毒防腐剂）Br+-（胆碱）（胆碱）乙酰胆碱乙酰胆碱+-OH-+记！记！氢氧化三甲基氢氧化三甲基-羟乙基铵羟乙基铵NomenclaturePrimary amines are named in systematic (IUPAC) nomenclature by replacing the -e of the corresponding parent alkane with -amineIn common nomenclature they are named as alkylamines Simple secondary and tertiary amines are named in common nomenclature by designating the organic groups separately in front of the word amineIn systematic nomenclature, the smaller groups on the amine nitrogen are designated as substituents and given the locant NIn IUPAC nomenclature the substitutent -NH2 is called the amino groupAryl AminesThe common arylamines have the following names:气味：低级脂肪胺有特殊气味气味：低级脂肪胺有特殊气味三甲胺三甲胺腐烂鱼的恶臭味腐烂鱼的恶臭味1,4-丁二胺丁二胺腐肉胺腐肉胺1,5-戊二胺戊二胺尸胺尸胺芳香胺毒性大芳香胺毒性大3,4-二甲基苯胺二甲基苯胺、-萘胺萘胺致癌致癌沸点：沸点：醇醇 伯胺伯胺 仲胺仲胺 叔胺叔胺 烷烃烷烃氢键氢键氢键氢键极性极性极性极性二、胺的物理性质二、胺的物理性质甲甲胺胺（31）乙烷（乙烷（30）甲醇（甲醇（32）沸点沸点（）-7-8864状态：甲胺、二甲胺、三甲胺是气体。状态：甲胺、二甲胺、三甲胺是气体。 低级胺是液体。高级胺是固体。低级胺是液体。高级胺是固体。水溶性：低级易溶于水，随烃基的增大，水溶解度降低。水溶性：低级易溶于水，随烃基的增大，水溶解度降低。正丙胺（伯）正丙胺（伯）甲乙胺（仲）甲乙胺（仲）三甲胺（叔）三甲胺（叔）沸点（沸点（）49353芳胺是高沸点液体或低熔点固体芳胺是高沸点液体或低熔点固体胺的波胺的波谱性性质 红外光外光谱 N-H伸伸缩振振动: 在在3500-3200Cm-1处,伯胺有两个吸收峰伯胺有两个吸收峰(对称称和不和不对称伸称伸缩振振动);仲胺有一个吸收峰仲胺有一个吸收峰.叔胺没有吸收峰叔胺没有吸收峰. 核磁共振核磁共振谱 在胺的分子中在胺的分子中,氮的氮的 碳上碳上质子的化学位移在子的化学位移在 = 2.7左右左右，而而 碳上碳上质子的化学位移子的化学位移 = 1.1-1.7，N-H上上质子的化学位移子的化学位移变化化较大大， = 0.6-3.0,它受它受样品的品的纯度度、溶溶剂、浓度度、 温度温度等多方面的影响等多方面的影响. Basicity of Amines: Amine SaltsAmines are weak basesRelative basicity of amines can be compared in terms of pKa values for their respective conjugate acidsThe more basic the amine, the higher the pKa of its conjugate acid will bePrimary alkyl amines are more basic than ammonia强弱取决于强弱取决于电子效应、溶剂化效应和电子效应、溶剂化效应和立体效应立体效应，综合为：，综合为：NH3 + HOH NH4 + OH+-RNH2 + HOH RNH3 + OH+ -强碱强碱弱碱弱碱季铵碱季铵碱 脂肪仲胺脂肪仲胺 脂肪伯、叔胺脂肪伯、叔胺氨氨 芳香伯胺芳香伯胺芳香仲胺芳香仲胺芳香叔胺芳香叔胺三、胺的化学性质三、胺的化学性质1. 碱性碱性（1 1 1）产生碱性的原因）产生碱性的原因）产生碱性的原因）产生碱性的原因）产生碱性的原因）产生碱性的原因： N N上的孤对电子上的孤对电子上的孤对电子上的孤对电子（2 2 2）影响碱性强弱的因素）影响碱性强弱的因素）影响碱性强弱的因素）影响碱性强弱的因素）影响碱性强弱的因素）影响碱性强弱的因素： 电子效应：电子效应：电子效应：电子效应：3 3oo胺胺胺胺 2 2oo胺胺胺胺 1 1oo胺胺胺胺 立体立体立体立体效应：效应：效应：效应：1 1oo胺胺胺胺 2 2oo胺胺胺胺 3 3oo胺胺胺胺 溶剂化效应：溶剂化效应：溶剂化效应：溶剂化效应：NHNH3 3 1 1oo胺胺胺胺 2 2oo胺胺胺胺 3 3oo胺胺胺胺从从电电子子效效应应看看：R基基给给电电子子，使使N上上的的电电子子云云更更集集中中，孤孤对对电电子子接接受受H+的的能能力力增增强强，碱碱性性顺顺序应是：序应是：R3N R2NH RNH2 NH3从从溶溶剂剂效效应应看看：N上上取取代代基基多多，与与H2O形形成成氢氢键键少少，与与H+结结合合形形成成铵铵离离子子后后，溶溶剂剂化化稳稳定定作作用弱，碱性减弱。用弱，碱性减弱。从从空空间间位位阻阻效效应应看看: N上上的的取取代代基基多多了了，空空间间障障碍就不利于碍就不利于N接受接受H+碱性减弱。碱性减弱。具具体体的的胺胺的的碱碱性性是是这这几几种种因因素素协协同同作作用用的的结结果果，一一级级胺胺与与三三级级胺胺哪哪个个碱碱性性强强，要要看看是是什什么么烃烃基基，不同的烃基得出的次序可能不同。不同的烃基得出的次序可能不同。芳芳胺胺的的碱碱性性较较弱弱，主主要要是是p-共共轭轭，N上上电电子子云向苯环转移，云向苯环转移，N原子与质子结合能力降低。原子与质子结合能力降低。芳香胺碱性强弱的分析芳香胺碱性强弱的分析芳香胺碱性强弱的分析芳香胺碱性强弱的分析具体分析时，既要考虑具体分析时，既要考虑具体分析时，既要考虑具体分析时，既要考虑N N上取代基的影响，也要考虑苯环上上取代基的影响，也要考虑苯环上上取代基的影响，也要考虑苯环上上取代基的影响，也要考虑苯环上取代基的影响。取代基的影响。取代基的影响。取代基的影响。 首先考虑首先考虑首先考虑首先考虑NN上的孤电子对，能不能与苯环共轭，能上的孤电子对，能不能与苯环共轭，能上的孤电子对，能不能与苯环共轭，能上的孤电子对，能不能与苯环共轭，能共轭，碱性弱，不能共轭，碱性强。共轭，碱性弱，不能共轭，碱性强。共轭，碱性弱，不能共轭，碱性强。共轭，碱性弱，不能共轭，碱性强。(2)(1)（2）比（）比（1）的碱性强）的碱性强4万倍万倍NHH113.939.4氨氨甲胺甲胺三甲胺三甲胺苯胺苯胺不等性不等性sp3杂化杂化NHHH107.3110pmNHHH3C147pm112.9105101pmNCH3CH3H3C108147pmNHH.113.939.4140pmHHHHHCCCCCC结构分析结构分析结构分析结构分析DHo for protonation of aniline is larger than DHo for protonation of cyclohexyl amineGreater resonance stabilization of aniline relative to anilinium ion accounts for the larger DHo for protonation, as compared with DHo for protonation of an amine that is not aromatic结构与反应性：结构与反应性：脂肪胺：脂肪胺：棱锥形结构，棱锥形结构，SP3杂化，一对杂化，一对未共用电子占据一个未共用电子占据一个SP3轨道轨道二级胺（当二级胺（当RR）;三级胺（当三级胺（当RRR时）时）应当有旋光异构体，实际分离不出，因为：应当有旋光异构体，实际分离不出，因为： 10 10 /秒秒E=6千卡千卡/mol35但有些被环状结构固定的三级胺，由于不能翻转，但有些被环状结构固定的三级胺，由于不能翻转，也可以分离出对映异构体，如：也可以分离出对映异构体，如：四级胺盐的对映体已经分离出来，四级胺盐的对映体已经分离出来，N上四个上四个SP3轨道轨道都用于成键，氮的翻转难发生：都用于成键，氮的翻转难发生：按碱性由强到弱的顺序排列下列化按碱性由强到弱的顺序排列下列化合合 物：物：脂肪胺脂肪胺 芳香胺芳香胺 酰胺酰胺 酰亚胺酰亚胺弱碱性弱碱性 弱碱性弱碱性 中性中性 酸性酸性 取代芳胺取代芳胺碱碱性性强弱弱受受取取代代基基的的影影响响，供供电子子基基使使碱碱性性略略增增，吸吸电子基使碱性降低子基使碱性降低.碱性：碱性：强 -弱弱与酸成盐，遇强碱又析出与酸成盐，遇强碱又析出弱碱性弱碱性增加胺类药物的水溶性增加胺类药物的水溶性 作用作用作用作用+普鲁卡因普鲁卡因盐酸普鲁卡因盐酸普鲁卡因（局部麻醉剂）（局部麻醉剂）水溶性好，稳定，无毒，无臭水溶性好，稳定，无毒，无臭HClNaOH+作用作用作用作用1 1修饰胺类药物修饰胺类药物解热镇痛，但毒解热镇痛，但毒副作用大副作用大增强疗效，降低毒副作用增强疗效，降低毒副作用(CH3CO)2O对氨基苯酚对氨基苯酚对羟基乙酰苯胺对羟基乙酰苯胺（扑热息痛）（扑热息痛）对乙酰氨基苯酚对乙酰氨基苯酚2. 酰化反应酰化反应（酰卤、酸酐的氨解反应）（酰卤、酸酐的氨解反应）浓浓H2SO4浓浓HNO3?Fe+HCl浓浓H2SO4浓浓HNO3作用作用作用作用2 2保护氨基保护氨基（芳胺氨基易被氧化）（芳胺氨基易被氧化）（弃去邻位产物）（弃去邻位产物）H2O, OH-浓浓H2SO4浓浓HNO3NaOH（溶于水）（溶于水）叔胺叔胺(CH3)3N+ 作用作用作用作用分离、鉴别三类胺分离、鉴别三类胺3. 磺酰化反应（磺酰化反应（Hinsberg试验试验 ）伯胺伯胺苯磺酰氯苯磺酰氯+磺酰胺磺酰胺仲胺仲胺对甲苯磺酰氯对甲苯磺酰氯+(CH3)2NH磺酰胺磺酰胺（不溶于碱）（不溶于碱）伯胺与亚硝酸反应伯胺与亚硝酸反应 重氮化反应重氮化反应重氮盐重氮盐脂肪伯胺脂肪伯胺脂肪重氮盐脂肪重氮盐N2 + R + Cl-醇、烯、卤烃等混合物醇、烯、卤烃等混合物+ 2+05芳香伯胺芳香伯胺+ 2H2O+氯化重氮苯（重氮苯盐酸盐）氯化重氮苯（重氮苯盐酸盐）+ HCl4. 与亚硝酸反应与亚硝酸反应 实验实验 芳香伯胺与亚硝酸的反应芳香伯胺与亚硝酸的反应在试管在试管中加入苯胺中加入苯胺加入盐酸至酸性加入盐酸至酸性在冰水浴中加入亚硝酸在冰水浴中加入亚硝酸钠生成重氮盐钠生成重氮盐将一部分重氮盐加热，将一部分重氮盐加热，有大量气泡生成有大量气泡生成在另一部分重氮盐中在另一部分重氮盐中加入加入-萘酚萘酚出现红色沉淀出现红色沉淀仲胺与亚硝酸反应仲胺与亚硝酸反应 N-亚硝基胺亚硝基胺环状环状亚硝基胺亚硝基胺N-亚硝基酰胺亚硝基酰胺亚硝基化合物亚硝基化合物化学致癌物化学致癌物+N-甲基甲基-N-亚硝基苯胺亚硝基苯胺（黄色油状物）（黄色油状物）芳香仲胺芳香仲胺+N-亚硝基二甲胺亚硝基二甲胺（黄色油状物）（黄色油状物）脂肪仲胺脂肪仲胺 实验实验 仲胺与亚硝酸的反应仲胺与亚硝酸的反应试管试管二乙胺二乙胺试管试管N-甲基苯胺甲基苯胺分别加入盐酸调至酸性分别加入盐酸调至酸性分别加入亚硝酸钠分别加入亚硝酸钠出现黄色出现黄色加入氢氧化钠后颜色加入氢氧化钠后颜色不变不变叔胺与亚硝酸反应叔胺与亚硝酸反应 +脂肪叔胺脂肪叔胺亚硝酸盐亚硝酸盐NaOHNaNO2 + H2O+NaOH（桔黄色）（桔黄色）（翠绿色）（翠绿色）N,N-二甲基对亚硝基苯胺二甲基对亚硝基苯胺芳香叔胺芳香叔胺 实验实验 叔胺与亚硝酸的反应叔胺与亚硝酸的反应试管试管三乙胺三乙胺试管试管N,N-二甲二甲基苯胺基苯胺分别加入盐酸调至分别加入盐酸调至酸性酸性分别加入亚硝酸钠分别加入亚硝酸钠试管试管出现桔黄色出现桔黄色加入氢氧化钠后试加入氢氧化钠后试管管出现绿色出现绿色NaOH黄黄作用作用作用作用鉴别伯、仲、叔胺鉴别伯、仲、叔胺（现象）（现象）黄黄桔黄桔黄（）（）05翠绿翠绿NaOHNaOH桔黄桔黄 翠绿翠绿脂肪胺脂肪胺 芳香胺芳香胺（）（）黄色油状物或固体黄色油状物或固体黄色油状物或固体黄色油状物或固体（）（）123HNO2 / 05+ 3Br2(水水)+ 3HBr（白）（白）作用作用作用作用鉴别苯胺鉴别苯胺能否用溴水区别能否用溴水区别 与与 ？5. 芳香胺的亲电取代反应芳香胺的亲电取代反应NN苯重氮正离子苯重氮正离子+重氮基重氮基.HHHHHCCCCCC:sp杂化杂化四、重氮盐和偶氮化合物四、重氮盐和偶氮化合物1. 苯重氮正离子的结构苯重氮正离子的结构重氮盐重氮盐 硫酸重氮苯硫酸重氮苯氯化重氮苯氯化重氮苯苯基重氮酸苯基重氮酸+05对羟基偶氮苯对羟基偶氮苯（桔黄色）（桔黄色）弱碱性弱碱性（pH=89）2. 偶联反应偶联反应（留氮反应）（留氮反应）偶氮化合物偶氮化合物偶氮苯偶氮苯4-甲基甲基-4 -羟基羟基偶氮苯偶氮苯4-二甲氨基偶氮苯二甲氨基偶氮苯（黄色）（黄色）+中性或弱酸性中性或弱酸性（pH=57）0注意注意注意注意机理：亲电取代反应机理：亲电取代反应G = -OH , -NH2 , -NHR , -NR2GCH3GGGCH3试指出发生偶联反应的最佳位置试指出发生偶联反应的最佳位置酸碱性对反应的影响酸碱性对反应的影响试指出试指出pH=5、pH=9时发生偶联反时发生偶联反应应的最佳位置的最佳位置弱酸性弱酸性 pH=5 pH=9 弱碱性弱碱性pH10重氮酸重氮酸（pH910）重氮酸盐重氮酸盐（pH1113）试写出试写出 与与 反应的顺反应的顺反反异构产物异构产物顺式顺式反式反式N=N的顺反异构的顺反异构由孤对电子的位置而定由孤对电子的位置而定顺式顺式反式反式如：如：偶氮染料及致癌作用偶氮染料及致癌作用你知道吗？你知道吗？你知道吗？你知道吗？苏丹红一号苏丹红一号苏丹红四号苏丹红四号苏丹棕苏丹棕苏丹黑苏丹黑B橙色（苯溶液中）橙色（苯溶液中）紫红色（苯溶液中）紫红色（苯溶液中）H3PO2/H2O+CuCl/HClCuBr/HBrCuCN/KCNKI/H2OH2O/H+3. 重氮基被取代重氮基被取代（放氮反应）（放氮反应）HNO3H2SO4FeHCl(CH3CO)2OFeBr2NaNO2 , H2SO405H3PO2 , H2OH2OOH-?1. 命名（命名（注意氨、胺、铵的区别）注意氨、胺、铵的区别）2. 懂得比较碱性的强弱懂得比较碱性的强弱4. 酰化反应酰化反应常用于合成时保护氨基常用于合成时保护氨基5. 注意重氮盐偶联反应的条件注意重氮盐偶联反应的条件季铵碱季铵碱 脂肪胺脂肪胺 氨氨 芳香胺芳香胺 酰胺酰胺 酰亚胺酰亚胺常用于鉴别三类胺常用于鉴别三类胺3. 与与HNO2反应反应磺酰化反应磺酰化反应6. 重氮盐放氮反应重氮盐放氮反应常用于合成常用于合成小小小小 结结结结