第十三章 含氮有机化合物

第十三章 含氮有机化合物含氮有机化合物是指含有碳氮键的有机化合物，它们在生物体中起着重要的作用。

第一节 胺一、胺的分类和命名胺是氨的烃基衍生物，它可看作是氨分子中的1个氢或几个氢原子被烃基取代后的产物。

（一）胺的分类1．根据胺分子中氮原子上所连烃基的数目不同，可分为伯胺、仲胺和叔胺。

R —NH 2 R —NH —R ′ RR ′R ″伯胺 肿胺 叔胺2．根据胺分子中氮原子上所连的烃基种类不同，可分为脂肪胺和芳香胺。

R —NH 2 Ar —NH 2脂肪胺 芳香胺氮原子与脂肪烃基直接相连为脂肪胺，与芳环直接相连为芳香胺。

3．根据胺分子中氨基的数目不同，可分为一元胺、二元胺和多元胺。

一元胺：CH 3—CH 2—NH 2 二元胺：H 2N —CH 2—CH 2—NH 2 例如：脂肪胺 芳香胺CH 3NH 2苯胺甲胺伯胺：NH 2NHCH 2仲胺：二苯胺甲乙胺CH 3CH 3NH叔胺：三苯胺甲乙丙胺CH 2CH 2CH 2NCH 3CH 3CH 3请注意：伯胺、仲胺、叔胺与伯醇、仲醇、叔醇的区别，胺是根据氮原子上所连烃基数目来分为伯胺、仲胺、叔胺，而醇则是根据羟基所连的烃基来分为伯醇、仲醇、叔醇。

例如：C NH 2CH 3CH 3C OHCH 3CH 3伯胺叔醇CH 3CH 3（二）胺的命名1．简单的胺以胺为母体，按烃基的名称称为某胺。

例如：CH 2丙胺CH 2NH 2CH 3NH 2苯胺甲胺NH 2CH 32．仲胺和叔胺的氮原子上连的烃基相同时，用二或三标明烃基的数目，写在烃基名称前；烃基不同时，从简单到复杂依次写出烃基的名称。

例如：（CH 3）2NH （CH 3CH 2）3N （C 6H 5）3N 二甲胺 三乙胺 三苯胺NHCH 2甲乙胺CH 3CH 3甲乙丙胺CH 2CH 2CH 2CH 3CH 3CH 33．芳香仲胺和叔胺的氮原子上连有烃基时，以芳香胺为母体，在烃基前标上“N-”，以区别连接在芳环上的烃基。

例如：N-甲基苯胺N ，N-二甲基苯胺N-甲基-N-乙基苯胺NHCH 3N （CH 3）2NCH 3CH 2CH 34．多元胺可参照多元醇命名，二元胺称为某二胺。

例如：H 2N —CH 2—CH 2—NH 2 H 2N —CH 2—CH 2—CH 2—CH 2—NH 2乙二胺 1，4-丁二胺5．对于结构复杂的胺，则以烃为母体，氨基用为取代基命名。

例如：2,4- 二甲基-3-氨基戊烷对胺基苯甲酸COOHCH 3CHCHCHCH 3CH 3CH 3NH 2H 2N学生思考：胺和醇的结构与命名的异同点。

二、胺的性质胺和氨相似，其氮原子上都存在未共用的电子对，其化学性质主要决定于此对电子对。

（一）碱性胺和氨相似，水溶液呈弱碱性。

这是由于胺分子中氮原子上未共用的电子对能接受水中的H +离子，使溶液中的OH -浓度增大，所以溶液呈碱性。

NH 3 + H 2O NH 4+ + OH - R —NH 2 + H 2OR —NH 3+ + OH -胺都是弱碱，不同的胺碱性强弱不同。

1．脂肪胺的碱性比氨强，并且仲胺＞伯胺＞叔胺。

二甲胺 ＞ 甲胺 ＞ 三甲胺 ＞ 氨pK b 3.27 3.36 4.24 4.752．芳香胺的碱性比胺弱，即：脂肪胺＞氨＞芳香胺。

并且：N,N-二甲基苯胺 苯胺二苯胺三苯胺N-甲基苯胺＞＞＞＞NH 2NHCH 3N(CH 3)2NHNpK b 8.93 9.15 9.30 13.0 近于中性3．胺能与强酸作用生成盐。

例如： CH 3—NH 23—NH 3+Cl - (或 CH 3—NH 2·HCl)氯化甲铵盐酸甲胺+ HCl(）氯化苯铵盐酸苯胺-或NH 2NH 2.HClNH 3+Cl胺的盐是结晶性固体，有固定的熔点。

铵盐易溶于水，其水溶液与氢氧化钠等强碱作用，可游离出原来的胺。

例如：+ NaOH+ NaCl +H 2O-NH 2NH 3+Cl因此，可利用胺的碱性与成盐的性质，鉴别、分离提纯胺。

（二）酰化反应胺与酰卤或酸酐反应，胺的氮原子上的氢原子被酰基（RCO —）取代生成酰胺，此反应称为酰化反应。

伯胺和仲胺的氮上都有氢原子，能发生酰化反应胺，而叔胺的氮上没有氢原子，故不能发生酰化反应。

例如：OHO NH+ HCl乙酰氯苯胺乙酰苯胺（退热冰）CH 3CH 3CH 3CH 2NH 2 + （CH 3CO ）2O CH 3CONHCH 2CH 3 + CH 3COOH乙胺 乙酸酐 乙酰乙胺 乙酸 在碱性溶液中，伯胺、仲胺也可与苯磺酰氯发生苯磺酰化反应，叔胺的氮上没有氢原子不反应。

反应产物苯磺酰伯胺，氮上还有一个氢原子，受苯磺酰基的强吸电子诱导效应的影响而呈弱酸性，可与碱反应成盐而溶于碱性溶液中。

而苯磺酰仲胺的氮原子上没有氢原子，不溶于碱性溶液。

利用这些性质可以鉴别和分离三种胺类，此反应称为兴斯堡(Hinsberg)反应。

SO 2Cl+ RNH 2NaOHSO 2+ HCl苯磺酰氯苯磺酰伯胺伯胺NaOHSO 2NHR+ H 2O苯磺酰伯胺SO 2NR-Na +苯磺酰伯胺钠盐SO 2Cl+ R 2NHNaOHSO 2NR 2+ HCl苯磺酰氯苯磺酰仲胺仲胺（三）胺与亚硝酸的反应胺都能与亚硝酸反应，但伯、仲、叔胺所得产物不相同。

1．伯胺与亚硝酸的反应 脂肪伯胺与亚硝酸的反应先生成重氮盐，但不稳定，在低温(0℃~5℃)也立刻分解，定量地放出氮气。

0℃~5℃+ RCH 2OH脂肪胺脂肪胺重氮盐NaNO 2,HCl RCH 2NNCl+ RCH 2NH 2N 2 ↑芳香伯胺与亚硝酸反应，生成较稳定的重氮盐，在0℃~5℃下不分解，但在室温时即分解而放出氮气。

NCl2 ↑-+室温苯胺芳香重氮盐苯酚NH 2OH此反应能定量放出氮气，可用于伯胺的定量测定。

2．仲胺与亚硝酸反应 脂肪仲胺或芳香仲胺与亚硝酸反应都生成N-亚硝基胺，仲胺氮上氢原子被亚硝基（—NO ）取代。

例如：（CH 3CH 2）2NH + HO —NO（CH 3CH 2）2N —NO + H 2O二乙胺 N-亚硝基二乙胺+ HO NON-甲基苯胺N-甲基-N-亚硝基苯胺CH 3NO+ H 2ONH 2CH 33．叔胺与亚硝酸的反应 脂肪叔胺与亚硝酸的反应生成不稳定的水溶性亚硝酸盐。

（CH 3CH 2）3N + HNO 23CH 2)3NH]+ NO 2-三乙胺 亚硝酸三乙铵芳香叔胺与亚硝酸的作用，不生成盐，而是在苯环的对位引入亚硝基(—NO)，生成对亚硝基芳叔胺。

例如：N,N-二甲基苯胺对亚硝基-N,N-二甲基苯胺(CH 3)2N+ H 2O(CH 3)2NNO亚硝基化合物在强酸条件下反应的产物呈桔红色，如加碱到碱性，即从桔红色转变为翠绿色。

颜色的变化是由于在酸性和碱性溶液中，亚硝基化合物的结构不同。

-+Cl -桔红色翠绿色(CH 3)2NNO(CH 3)2NNOH根据亚硝酸与脂肪族和芳香族伯、仲、叔胺反应的不同，可以鉴别不同的胺。

（四）苯胺与溴水的反应芳香族胺的氮原子上未共用电子对与苯环发生供电子共轭效应，使苯环电子云密度增大，在氨基的邻、对位增大更加显著，使芳胺更易发生亲电取代反应，得邻、对位取代产物。

苯胺与溴水反应，立即生成2，4，6-三溴苯胺白色沉淀。

此反应可用于苯胺的定性鉴别和定量分析。

+ 3Br 2+ 3HBrNH 2NH 2BrBr Br三、季铵盐和季铵碱氮原子上连有4个烃基的化合物称为季铵化合物，氮原子上连的四个烃基可以相同也可不同，它可分为季铵盐（R 4N +X -）和季铵碱（R 4N +OH -）。

其结构式为：R N R RR +X-R N R R R+OH-季铵盐季铵碱季铵盐可由叔胺与卤烷反应生成：R 3N + R —X → R 4N +X —(季铵盐)季铵碱可由季铵盐与氢氧化钠醇溶液混合反应，生成的卤化钠不溶于醇，经过滤减压蒸发可得季铵碱：R 4N +X - + NaOH 醇R 4N +OH - + NaX季铵盐季铵碱季铵盐、季铵碱的命名与铵盐和碱的命名相似，若四个烃基不同时，将烃基从简单到复杂进行排列。

例如：C 2H 5Nc 2H 5c 2H 5c 2H 5+I -H 3CNCH 3CH 3CH 3+OH-碘化四甲铵（季铵盐）氢氧化四乙铵（季铵碱）H 2C NC 12H 25CH 3CH 3+Br -溴化二甲基十二烷基苯甲基铵（新洁尔灭）季铵盐和季铵碱都是离子型化合物，是白色结晶性固体，具有盐的性质，易溶于水，不溶于非极性溶剂。

对热不稳定，加热后易分解：R 4N +X- R 3N + RX R 4N +OH-R 3N + ROH学生回答：胺的化学性质与结构的关系？四、生源胺类和苯丙胺类化合物 1．胆碱和乙酰胆碱在生物系统中最重要的季铵碱是乙酰胆碱，因最初是在胆汁中发现的，而且有碱性，故称胆碱。

它的化学名称为：氢氧化三甲基-2-羟基乙基铵，结构简式为：HOCH 2CH 2N CH 3CH 3CH 3+OH-胆碱羟基上的氢被乙酰基取代，生成乙酰胆碱，它存在于相邻的神经细胞之间，它通过神经节传导神经刺激，是一种重要的传递神经冲动的化学物质，亦称为神经递质。

其结构简式为：H 3C OCH 2CH 2N CH 3CH 3CH 3+OH_O2．肾上腺素肾上腺素又称副肾素，它是肾上腺髓质部分所分泌的一种激素，可从动植物肾上腺中提制，药用品多用化学方法合成。

它的化学名称为D（－）-1-（3,4-二羟基苯基）-2-甲胺基乙醇，其化学结构为：HOOH CH CH2NH CH3 OH3．重酒石酸去甲肾上腺素重酒石酸去甲肾上腺素最早由动物肾上腺提出物中发现，现用化学方法合成。

它的化学名称为D（－）-1-（3,4-二羟基苯基）-2-胺基乙醇重酒石酸盐，其化学结构为：CH(OH)COOH CH(OH)COOH H2OOHOHCHCH2NH2OH重酒石酸去甲肾上腺素的水溶液加入三氯化铁显翠绿色，再缓缓加碳酸氢钠试液即变蓝色，最后成红色。

4．苯异丙胺类化合物（1）盐酸麻黄碱供药用的麻黄为麻黄科植物草麻黄或木贼麻黄。

盐酸麻黄碱的化学名为（－）-1-苯基-1-羟基-2-甲胺基丙烷盐酸盐，其化学结构为：CH CHOH NHCH3CH3HCl（2）盐酸甲氧胺盐酸甲氧胺的化学名为2-氨基-1-（2,5-二甲氧苯基）丙醇盐酸盐，其化学结构为：OCH33CH CHOH3NH2HCl盐酸甲氧胺遇甲醛-硫酸试液显紫色，渐变为棕色，最后成绿色，但盐酸麻黄碱为无色。

它遇钼酸铵试液呈绿色；遇钒酸铵试液呈绿黄色；在强碱中呈红色，可溶于正丁醇。

小结：1．含氮有机化合物是指含有碳氮键的有机化合物，它们在生物体中起着重要的作用。

2．胺是氨的烃基衍生物，它可看作是氨分子中的1个氢或几个氢原子被烃基取代后的产物。