第十章 含氮有机化合物

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O
（二） 水解 尿素在酸、碱催化下加热或在尿素酶的存 在下发生水解反应，生成二氧化碳和氨气。
（四）肾上腺素和去甲肾上腺素 肾上腺素和去甲肾上腺素是肾上腺髓质分泌的两 种激素。
CH CH2 OH OH
肾上腺素 去甲肾上腺素
NHCH 3
CH CH2 OH
NH2
HO
HO OH
它们都有儿茶酚核，属儿茶酚胺类物质。主要作 用是加强心肌收缩，增加心输出量，收缩血管， 升高血压，加强代谢，消除支气管平滑肌痉挛。 肾上腺素的盐酸盐是临床上常用的升压药物，去 甲肾上腺素的酒石酸盐在临床上用于周围循环功 能不全时低血压的急救。
季铵盐用途广泛，可作杀菌剂、阳离子表 面活性剂、相转移催化剂、防锈剂、乳化 剂和柔软剂等。
四、重要的胺及其衍生物 （一）苯胺 ( NH ) 苯胺是最简单、最重要的芳香族伯胺，为无色油 状液体，长时间放臵于空气中会因氧化而使颜色 变深；微溶于水，易容于乙醇、乙醚等有机溶剂。 苯胺有毒，能透过皮肤或吸入蒸气使人中毒，苯 胺中毒症状为皮肤苍白、四肢无力、头晕等，中 毒的主要原因是使血红蛋白氧化为高铁血红蛋白， 而使中枢神经系统受到抑制。苯胺是重要的化学 试剂和化工原料，是合成药物、染料、炸药等的 主要原料之一。 苯胺的碱性很弱，只能和盐酸、硫酸等强酸生成 盐。
(CH3)4N+Cl氯化四甲铵（季铵盐）
CH3NH3+Cl氯化甲铵（伯胺盐）
根据分子中氨基的数目，胺可分为一元胺、 二元胺和多元胺。例如：
H5C2 NH2
H2N
CH2 CH2 NH2
二元胺
一元胺
(二)胺的命名 简单胺的命名以胺为母体，根据烃基的名 称，称为“某胺”；若氮原子连有多个相 同的烃基时，用数字二、三表示烃基的数 目称此化合物为“二某胺”或“三某胺”。 例如：
非那西丁是乙酰苯胺的衍生物，化学名称是对乙氧基乙酰苯
胺，其结构式为：
H3C O C NH O C2H5
非那西丁具有解热镇痛作用。由于非那西丁毒性和副作用较 大，已停止单独使用。当前非那西丁主要用在和阿司匹林及 咖啡因配伍，制成配方制剂。简称APC，是一种常用的解热 镇痛药。 扑热息痛学名叫作对羟基乙酰苯胺（对乙酰胺基酚），扑热 西痛的解热镇痛作用与非那西丁相似，但毒性和副作用较小 是一种优良的解热镇痛药。
+ CH3COOH
O C N C2H5 CH3
C2H5NHCH3
+
C Cl
+
HCl
这种使有机化合物分子中引入酰基的反应， 称为酰化反应。在酰化反应中提供酰基的 试剂（酸酐、酰卤等）称为酰化剂。叔胺 氮原子上没有可以被取代的氢原子，不能 起酰化反应。 胺的酰化反应有很多重要应用。如解热镇 痛药物对乙酰氨基酚（扑热息痛）和非那 西丁的制备即利用了胺的这一性质:
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苯胺分子中氨基的供电子共扼效应使苯环 上的电子云密度升高，所以芳胺的苯环上 容易进行亲电取代反应。如苯胺和溴水在 常温下立即定量生成2，4，6-三溴苯胺白 色沉淀。利用此性质可鉴别和定量分析苯 胺。
NH2 + 3Br2 Br Br NH2 Br + HBr
2,4,6-三溴苯胺（白色）
（二）胆碱和乙酰胆碱 胆碱[HOCH2CH2N+(CH3)3]OH-,化学名称为氢氧 化三甲基-β-羟基乙铵，因最初从胆汁中发现， 且具有碱性，故称为胆碱。纯净的胆碱为白色晶 体，能吸收空气中的二氧化碳，易溶于水和醇， 不溶于氯仿、乙醚等非极性溶剂。它广泛分布于 生物体内，在脑组织和蛋黄中含量较高，是卵磷 脂的组成部分，在体内参与脂肪代谢，能促进油 脂生成磷脂，防止脂肪在肝内沉积，有抗脂肪肝 作用。 乙酰胆碱[(CH3)3N+CH2CH2OCOCH3]OH-是胆 碱分子中羟基的乙酰化产物。它存在于相邻的神 经细胞之间，是通过神经节传导神经刺激的重要 物质，也称为神经递质。
三、尿素 （ H N C ） NH 尿素可以看作是碳酸分子中的两个烃基分别被氨 基所取代后的化合物，简称脲。 尿素是哺乳动物和人体内蛋白质代谢的最终产物， 存在尿液中，故名尿素，成人每日从尿中可排出 30g尿素。 尿素为白色结晶粉末，无臭、味碱，熔点133 ℃， 易溶于水和乙醇。尿素的化学性质如下： （一） 弱碱性 尿素属于酰胺类化合物，但其分子有两个氨基， 所以尿素具有一定的碱性。
NH3十H2O NH4+ 十OH RNH2十H2O RNH3+ 十OH 胺类一般为弱碱，可与酸反应生成铵盐， 但遇强碱又重新游离析出：
CH3NH2
HCl OH-
[CH3NH3]+Cl-
或写作（CH3NH2· HCl）
(甲胺盐酸盐)
氯化甲铵
胺与酸形成的盐一般都是易溶于水和乙醇 的晶形固体。实验室中，常常利用胺的盐 易溶于水而遇强碱又重新游离析出的性质 来分离和提纯胺。 胺(特别是芳胺)易被氧化，而胺的盐则很稳 定。医药上常将难溶于水的胺类药物制成 盐，以增加其水溶性和稳定性。例如将局 部麻醉药普鲁卡因制成盐酸普鲁卡因。
季铵盐和季胺碱的命名分别与无机铵盐及 氢氧化铵相似。例如：
NH4Cl
氯化铵
+ (CH3)4N Cl
[(CH3)3N+CH2CH3]OH-
氯化四甲基铵
氢氧化三甲基乙基铵
二、胺的性质 （一）胺的物理性质 低级脂肪胺如甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺，在常温下为 无色气体，丙胺至十一胺是液体，十一胺以上均为固体。 低级胺的气味与氨相似，三甲胺有鱼腥气味，丁二胺和戊 二胺等有动物尸体腐败后的气味。胺和氨相似，为极性分 子，除叔胺外，都能形成分子间氢键，所以它们的沸点比 相对分子质量相近的烷烃要高。另外，由于氮的电负性比 氧小，胺分子间的氢键较醇分子间的氢键弱，所以胺的沸 点比相应的醇要低。 叔胺不能形成分子间氢键，其沸点就与相对分子质量相近 的烷烃差不多了。而所有的三类胺都能与水形成氢键，因 此低级胺(含6个碳原子以下)能溶于水，但随着相对分子 量的增加，其溶解度迅速降低，高级胺则难溶于水。 芳香胺为高沸点液体或低熔点固体，有特殊臭味，毒性较 大。例如苯胺可通过消化道、呼吸道或经皮肤吸收而引起 中毒。有些胺如3，4-二甲基苯胺、β-萘胺、联苯胺等具 有致癌作用。
第十章 含氮有机化合物

学习目标 胺类的结构特点、命名和分类 胺的碱性与成盐、酰化反应等化学性质 酰胺的结构和化学性质 尿素的结构特点，尿素的化学性质和鉴别 方法
第一节 胺
胺是氨的烃基衍生物，即氨分子中的氢原 子被烃基取代的化合物。胺是含氮有机化 合物中最重要的一类，广泛存在于自然界 中。胺的衍生物具有重要的生理活性，在 临床上常用作解热、镇痛、抗菌等药物。
第二节 酰胺
一、酰胺的结构与命名 酰胺从结构上可以看作是氨或胺分子中的 氮上的氢原子被酰基取代后生成的化合物。 酰胺的通式为：
O R C NH2
O R C
NHR
O R C N
R R
酰胺的命名是根据相应的酰基名称，并在后面加 上“胺”或“某胺”，称为“某酰胺”或“某酰 某胺”。例如：
O C NH2
H2N CH3
甲胺
H3C NH C2H5
H3C NH CH3
二甲胺
NH2
甲乙胺
NH2
NH NO2
苯胺
二苯胺
对硝基苯胺
如果与氮原子相连的烃基不同时，把简单的 烃基名称写在前面，复杂的写在后面，称为 “某某胺”或“某某某胺”。例如：
H3C NH C2H5
甲乙胺
H3C N CH2 C2H5 H5C2
（三）苯丙胺类 苯丙胺类包括苯异丙胺和N-甲基苯异丙胺，前者 化学名为1-苯基-2-丙胺，于1887年首次合成，是 第一个人工合成的兴奋剂。后者的化学名为N-甲 基-1-苯基-2-丙胺，它是无色透明晶体，形状像冰 （或冰糖），故称“冰毒”。它的致幻性和成瘾 性极强，对人体的损害更甚于海洛因，吸食1～2 周即产生严重的依赖性，并对心、脑、肺、肝、 肾及神经系统产生严重的毒害作用，吸、食或注 射0.2g即可致死，是严禁的毒品。甲基苯丙胺近 几年又以“摇头丸”、“蓝精灵”等商品名出现， 在青少年中造成极大的危害。
(二)水解反应 酰胺在通常情况下较难水解。在酸或碱的存在 下加热时，则可加速反应，但比羧酸酯的水解 慢得多。
O R C NH2 + H2O
HCl

R R
COOH+NH4Cl COONa+NH3
NaOH

许多酰胺类化合物是医药上常用的药物，其中以 非那西丁和扑热息痛较为重要。
非那西丁与扑热息痛
CH3 H3C C NH2 CH3
伯胺
CH3 H3C C OH CH3
叔醇
当无机铵盐或氢氧化铵的中的四个氢原子 被四个烃基取代而生成的化合物，分别称 为季铵盐（四级铵盐）和季铵碱（四级铵 碱）。例如：
NH4+X4R
4R
[R4N]+X-
NH4+OH-
[R4N]+OH-
季铵盐
季铵碱Βιβλιοθήκη 上述分子中的4个R可以相同也可以完全不同，季铵盐中的X可以是卤素离子也可以是酸根离子。如果 NH4+ 中的四个氢原子没有完全被烃基取代，则生成的不是季 胺类化合物而是胺的盐或碱。例如：
HO NH2
(CH3CO)2O
O HO NHCCH3
三、季铵盐 叔胺与卤代烷作用，就可生成季铵盐
R3N + R X R4N+ X-
季铵盐与无机铵盐相似，是离子型化合物， 一般为白色结晶，有盐的性质，能溶于水， 不溶于乙醚等非极性有机溶剂，熔点较高， 受强热时易分解为叔胺和卤代烃。
R4N+ XR3N + R X
(二)胺的化学性质 胺分子中氮原子上的孤对电子能接受质子， 使胺具有碱性和亲核性。胺的化学性质主 要体现在这两个方面。 1. 弱碱性 与氨相似，胺分子中氮原子上的孤对电子 能接受质子，呈碱性。 脂肪胺的碱性比氨强，芳香胺的碱性比氨 弱。因此，脂肪胺、芳香胺的碱性强弱顺 序为： 脂肪胺＞氨＞芳香胺