有机化学(医学专业)第十三章胺和生物碱
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13-胺和生物碱
叔丁基氯(叔卤代烃) 叔丁基胺 (伯胺)
+OH- 和NH +Cl-的四烃基取代衍生 相应于 NH4 4
物叫做季铵化合物(4°铵)，分别称为季铵碱和季铵盐. CH3 + CH3—N—CH3 OH CH3
CH3 + CH3—N—CH3 Br CH3 溴化四甲铵(季铵盐)
氢氧化四甲铵(季铵碱)
如果NH4+中4个H原子没有完全被烃基取代， 则生成的不是季铵类化合物，而是胺的盐类。 CH3CH2-NH3+ Cl－ 或写为 CH3CH2-NH2 · HCl
(1) 伯胺与亚硝酸的反应
脂肪伯胺与HNO2反应的产物常是醇、烯烃等的混合 物，并定量的放出 N2 。因此可用于-NH2 的定量测定. RNH2 —————> N2
NaNO2+HCl
+ H2O + 混合物
芳香伯胺在较低温度及过量强酸溶液中与HNO2反应， 生成重氮盐(diazomium salt)——重氮化反应。 + N≡N ClNH2 NaNO , HCl 2 氯化重氮苯 —————> 0~5℃ (重氮盐)
二苯胺、三苯胺比较，为何N原子上所连芳环越多，碱性越弱？
—NH2
pKb 9.4
—NH—
13.8
—N—
～ 中性
答：苯环空阻效应和吸电子共轭效应共同作用的结果。
季铵碱(R4N+OH － )为离子化合物， 其碱性与 NaOH相当，是强碱。季铵碱与酸作用生成季铵盐。
R4 N OH + HCl
+
-
R4 N Cl + H2 O
N-亚硝基二甲胺(90%)
N-亚硝基胺有强致癌作用!
有机化学 有机化学 胺和生物碱48页PPT
有机化学 有机化学 胺和生物碱
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
第十三章 胺和生物碱
－NH2
环戊胺
cyclopentylamine
(CH3CH2)3N CH3CH2CHCH2CHCH3 NH2 NH2
NH2
三乙胺
triethylamine
2,4-己二胺
2,4-hexanediamine
2-萘胺, β-萘胺
2-naphthylamine
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第十三章 胺和生物碱 第一节 胺（一、分类和命名）
氯化乙铵 乙胺盐酸盐
分离和提纯胺。 增加药物其水溶性和稳定性。
第十三章 胺和生物碱 第一节 胺（四、化学性质）
补充： 烃基化反应
胺和氨一样可作为亲核试剂与卤代烃发生 SN2 反应，产物是高一级的胺，最终生成季铵盐。
RNH2 ＋ R'X 伯胺
R' NH
R'X R'
R 仲胺
R
N 叔胺
R'
R'X
R' + R' N R' XR 季铵盐
H
H
H
H
CH3 CH3
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下页
首页
第十三章 胺和生物碱 第一节 胺（二、胺的结构）
苯胺中的氮原子仍为不等性 sp3 杂化，但孤 电子对所占据的轨道含有更多 p 轨道的成分。
sp3 杂化,但含更多 p 成分
NH2
N上孤电子对离域 到苯环, 使苯环电 子密度增加, N 上 电子密度降低。
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上页
N H R' R
R' R N H
水溶度: 伯仲叔3类胺与水形成氢键的能力依次减弱。
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第十三章 胺和生物碱 第一节 胺（四、化学性质）
《有机化学》第13章 杂环化合物和生物碱
4-甲基嘧啶
4-甲基噻唑
⑶ 连有取代基的杂环化合物命名时，也可将杂环作为取代基，以侧链为母体来命名。
4-嘧啶磺酸
β-吲哚乙酸（3-吲哚乙酸）
2-苯并咪唑甲酸乙酯
⑷ 为区别杂环化合物的互变异构体，需标明杂环上与杂原子相连的氢原子所在的位 置，并在名称前面加上标位的阿拉伯数字和大写H的斜体字。
2023/6/13
⑴ 卤代反应
在室温条件下，吡咯、呋喃和噻吩能与氯或溴发生激烈反应，得到多卤代物。将反应 物用溶剂稀释并在低温下进行反应时，可以得到一氯代物或一溴代物。碘化反应需要 在催化剂存在下进行。例如：
2023/6/13
6
（2）硝化反应
在低温条件下，吡咯、呋喃和噻吩能与比较缓和的硝化剂硝酸乙酰酯（CH3COONO2） 发生硝化反应，主要生成α-硝基化合物。例如：
3. 颜色反应
生物碱能与一些试剂发生颜色反应，比如钒酸铵的浓硫酸溶液、浓硝酸、浓硫酸、 甲醛、氨水等，利用此性质可鉴别生物碱。比如莨菪碱遇1％钒酸铵的浓硫酸溶液显 红色，可待因遇甲醛-浓硫酸试剂显紫红色等。
二、重要的生物碱 1. 烟碱 又叫尼古丁，主要以苹果酸盐及柠檬酸盐的形式存在于烟草中。其结构式
2023/6/13
13
血红素是卟啉环与Fe2+形成的配合物；叶绿素是卟啉环与Mg2+形成的配合物，它们的 结构式如下：
血红素在体内与蛋白质结合形成血红蛋白，存在于红细胞中，是人和其他哺乳动物 体内运输氧气的物质。叶绿素是植物进行光合作用不可缺少的物质。
2023/6/13
14
二、呋喃衍生物
呋喃甲醛是最常见的呋喃衍生物，又称为糠醛，它是一种无色液体，沸点为161.7℃， 在空气中易氧化变黑，是一种良好的溶剂。 糠醛是合成药物的重要原料，通过硝化可制得一系列呋喃类抗菌药物，如治疗泌尿 系统感染的药物呋喃坦丁、治疗血吸虫病的药物呋喃丙胺等。
大学有机化学 第13章_胺及其衍生物
(CH3)2NH源自CH3NH2(CH3)3N
3.29
3.36
4.4
N H
pKb 2.88
(CH3CH2)2NH
(CH3CH2)3N
CH3CH2NH2
3.06
RNH2 + H2O
3.25
RNH3+ + OH-
3.36
13 .3 胺类化合物的化学性质
芳香胺的碱性强弱与芳环上取代基的性质有关。
CH3 NH2 > NH2 > O2N NH2
RNH2 —————> N2
重氮化反应
CH3CH2CH2NH2 1o胺 NaNO2 HCl
NaNO2+HCl
+ H2O + 混合物
CH3CH2CH2N+ NCl重氮盐
CH3CH2CH2++Cl- + N2 醇、烯、卤代烃等
13 .3 胺类化合物的化学性质
NH2
氯化重氮苯 (重氮盐)
NaNO2 , HCl
季 铵 碱 (R4N+OH － ) 为 离 子 化 合 物 ， 其 碱 性 与 NaOH相当，是强碱。季铵碱与酸作用生成季铵盐。 综合多种因素，各类胺碱性强弱的大致排列顺序为: 季铵碱(强碱) >>脂肪胺 ( 2o >1o >3o ) > NH3 >> 芳香胺
13 .3 胺类化合物的化学性质
13.3.2
CH3 N H
NaNO2 HCl
CH3 N NO
N-甲基-N-亚硝基苯胺
H2O
芳香胺的 N- 亚硝基化合物 在酸性条件下会立即发生重 排，生成对亚硝基化合物。
ON
H+ CH3 N H
3.29
3.36
4.4
N H
pKb 2.88
(CH3CH2)2NH
(CH3CH2)3N
CH3CH2NH2
3.06
RNH2 + H2O
3.25
RNH3+ + OH-
3.36
13 .3 胺类化合物的化学性质
芳香胺的碱性强弱与芳环上取代基的性质有关。
CH3 NH2 > NH2 > O2N NH2
RNH2 —————> N2
重氮化反应
CH3CH2CH2NH2 1o胺 NaNO2 HCl
NaNO2+HCl
+ H2O + 混合物
CH3CH2CH2N+ NCl重氮盐
CH3CH2CH2++Cl- + N2 醇、烯、卤代烃等
13 .3 胺类化合物的化学性质
NH2
氯化重氮苯 (重氮盐)
NaNO2 , HCl
季 铵 碱 (R4N+OH － ) 为 离 子 化 合 物 ， 其 碱 性 与 NaOH相当，是强碱。季铵碱与酸作用生成季铵盐。 综合多种因素，各类胺碱性强弱的大致排列顺序为: 季铵碱(强碱) >>脂肪胺 ( 2o >1o >3o ) > NH3 >> 芳香胺
13 .3 胺类化合物的化学性质
13.3.2
CH3 N H
NaNO2 HCl
CH3 N NO
N-甲基-N-亚硝基苯胺
H2O
芳香胺的 N- 亚硝基化合物 在酸性条件下会立即发生重 排，生成对亚硝基化合物。
ON
H+ CH3 N H
有机化学-第十三章 胺和生物碱
有机化学 （第9版）
四、化学性质
（一）碱性与成盐反应
有机相（醚） 水相
胺+其它有 机物
盐、糖 等
1. 分离水相 2. 加入稀HCl
其它有机物
胺的盐 酸盐
1. 分离有机相 2. 加入NaOH溶液
3. 加入有机相（醚）
胺
NaOH NaCl
通过醚/水萃取除 去水溶性小分子
除去其它非 碱性有机物
分离有机相得 到有机总碱
有机化学 （第9版）
四、化学性质
（一）碱性与成盐反应
胺的碱性强弱，可用Kb或pKb表示。Kb值大，或pKb值小则胺的碱性强。影
响胺碱性强弱的因素包括电子效应、溶剂化效应和空间效应。 ➢ 脂肪胺中的烃基是供电子基，它使N上的电子云密度增大，碱性增强。芳胺中N原子
上的孤电子对与苯环共轭，使N的电子云密度减少, 碱性减弱。 ➢ 伯胺有2个H，与H2O的溶剂化程度大，铵正离子稳定。 ➢ N原子上连接的基团越多、越大，对N上孤对电子的屏蔽作用越大, 与H+结合就越难。 综合电子效应、溶剂化效应和空间效应，水溶液中各类胺的碱性顺序：
1-aminium hydroxide
有机化学 （第9版）
二、结构
脂肪胺
胺与氨的结构相似，其N原子采取不等性sp3杂化。未共用电子对占据一个sp3杂化
轨道，其构型为棱锥形——四面体结构。
110pm 107.3º
147pm 112.9º
105º
147pm 108º
有机化学 （第9版）
二、结构
芳香胺
methylheptane-1,5-diamine
有机化学 （第9版）
一、分类和命名
季铵盐、季铵碱和胺的盐类 类似无机铵类化合物
胺和生物碱ppt(完美版)
气体 亚硝酸溶液 黄色油状物
室温下 颜色或-
用途：鉴别几种不同类型的胺
19
• 扩环反应
练习题 13.8
NaCN/HCl
了解
20
(五) 芳环上的取代反应 1、卤代反应（掌握现象，可用于鉴别题）
白色沉淀
苯环有致基团，也不能停在一溴代或二溴代阶段
• 将氨基酰化后，主要得到对位卤代产物 • 将氨基用酸质子化后，主要得到间位卤代产物
六个价电子的中性活泼反应中间体。 一、结构
37
二、化学性质 1、加成反应 与烯、炔烃的π键加成而生成环丙烷衍生物。
液态中，单线态卡宾进行立体专一性加成。 气态中，三线态卡宾进行非立体专一性加成。
了解
38
2、插入反应 常用于环酮的扩大。
熟悉
39
作业
P440-443: 1、2
40
了解
1、与酚的偶合反应
两个芳香基团被 -N=N- 连在一起的化合物称为 偶氮化合物.
pH > 10 时：
pH= 8~10
重氮酸
重氮酸离子 33
了解 2、与芳胺的偶合反应
重氮盐
芳香胺 pH= 5~7
pH ＜ 5 时：
对-N, N-二甲基 氨基偶氮苯（黄
色）
芳香胺形成大量铵盐使其浓度降低，反应终止。
34
水中亲核性：Br - > Cl - > HSO4– > H2O 了解
29
3、被氢原子取代
次磷酸水溶液
用途：除去氨基
了解
30
4、重氮盐的取代反应在合成上的应用（较有用， 亦是考研的考点） 课本 p442: 6(5)
有需要的同学学习
32
第十三章胺和生物碱
(二) 酰化反应
胺的酰化反应就是羧酸衍生物的氨解反应，产物是酰胺。 叔胺氮上无氢原子，不能起酰化反应。
该反应在合成上主要用于保护氨基，如苯胺不稳定，可以先酰化成 稳定的酰胺，将氨基保护起来，反应后再将酰基水解下来恢复氨基。
(三) 磺酰化反应 伯胺和仲胺可与苯磺酰氯反应，生成相应的苯磺酰胺，这就是兴斯堡 （Hinsberg）反应。
因此，有以下碱性顺序： 季铵碱>脂肪胺>NH3>芳香胺。
4、胺的成盐反应
除季铵碱以外的胺，一般均为弱碱，可与酸成盐，但一遇强碱又重新 游离析出。
苯胺类化合物不稳定，这是由于致活基团氨基的存在，使得苯环上电子云 密度增加，导致苯环活性增高。为便于保存，可将其制成稳定的盐酸盐， 使用时用强碱将其游离出来。胺的这一性质在医药上有广泛应用。
注意2：季铵盐与铵盐的区分：N上连有四个烃基的盐是季铵盐； N上除了烃基外，还连有H的盐是胺的盐。
二、胺的结构
1、 NH3与CH4的结构比较：
棱锥 形
正四 面体 形
等性杂化 等性sp3杂化轨道
不等性杂化 不等性sp3杂化轨道
2、脂肪胺的结构
如果将孤对电子所占据的轨道看作一个基团，当N上连有三个不同的 基团时，此N原子具有手性，该胺分子可以有一对对映体（如下图）。
季铵盐有盐类的特性： • 固体， 熔点高 • 易溶于水
R3N X R'
季铵盐
季铵盐与普通铵盐不同：
季铵盐:
R3N R' X
普通铵盐: R3N H X
NaOH NaOH
R3N R' OH 季铵碱
+ NaX
R3N + H2O + NaX
季铵盐的应用:
有机化学第8版第十三章胺和生物碱
NH2 + Br2(H2O) Br NH 2 Br + 3HBr
Br 2,4,6- 三溴苯胺（白 ）, 可用于鉴别苯胺
？ 想一想 例1：由苯合成对溴苯胺
NO 2
NH2
Zn, HCl
CH3C CH3C
O O O
O HNCCH3
HNO3 H2SO4
O HNCCH3
NH2
Br2 CH3COOH
Br
H2O H+
O N CCH3 + CH3COOH CH3
O (CH3)3N + CH 3-C-Cl No reaction
酰基化反应具有保护氨基、降低反应活性和药物毒性的作用
？ 想一想
由苯合成对硝基苯胺
NO 2
NH2
Zn, HCl
CH3C CH3C
O O O
O HNCCH3
HNO3 H2SO4
O HNCCH3 HNO3, H2SO4 5~10C NO2
溴化二甲基十二烷基苄铵（新洁尔灭）
+
(CH3)3NC2H5OH
-
氢氧化三甲基乙铵
注意 “氨、胺和铵”的使用
氨：用于“氨气”、“氨基酸”、“某氨基”中。 如： -NH2, =NH, CH3NH-（甲氨基） 胺: 用于氨的烃基衍生物。 铵：氮上带有正电荷时（季铵盐，季铵碱，胺的盐等）
+
CH3NH3Cl 氯化甲铵
Br
第二节
重氮化合物：
重氮盐和偶氮化合物
Diazo Salt and Azo Compounds -N2-只有一端与烃基相连的化合物。
CH2N2
N2Cl
N N OH
重氮甲烷
氯化重氮苯
Br 2,4,6- 三溴苯胺（白 ）, 可用于鉴别苯胺
？ 想一想 例1：由苯合成对溴苯胺
NO 2
NH2
Zn, HCl
CH3C CH3C
O O O
O HNCCH3
HNO3 H2SO4
O HNCCH3
NH2
Br2 CH3COOH
Br
H2O H+
O N CCH3 + CH3COOH CH3
O (CH3)3N + CH 3-C-Cl No reaction
酰基化反应具有保护氨基、降低反应活性和药物毒性的作用
？ 想一想
由苯合成对硝基苯胺
NO 2
NH2
Zn, HCl
CH3C CH3C
O O O
O HNCCH3
HNO3 H2SO4
O HNCCH3 HNO3, H2SO4 5~10C NO2
溴化二甲基十二烷基苄铵（新洁尔灭）
+
(CH3)3NC2H5OH
-
氢氧化三甲基乙铵
注意 “氨、胺和铵”的使用
氨：用于“氨气”、“氨基酸”、“某氨基”中。 如： -NH2, =NH, CH3NH-（甲氨基） 胺: 用于氨的烃基衍生物。 铵：氮上带有正电荷时（季铵盐，季铵碱，胺的盐等）
+
CH3NH3Cl 氯化甲铵
Br
第二节
重氮化合物：
重氮盐和偶氮化合物
Diazo Salt and Azo Compounds -N2-只有一端与烃基相连的化合物。
CH2N2
N2Cl
N N OH
重氮甲烷
氯化重氮苯
2013胺和生物碱(珊)
翠绿色 H+
CH3
+
..
HO N
H+
OH－
N
OH－
桔黄色
CH3
55
实验
叔胺与亚硝酸的反应
试管④—三乙胺
试管⑤—N,N-二甲基苯胺
⑤ ④
分别加入盐酸调至酸性
⑤
④
分别加入亚硝酸钠
试管⑤出现桔黄色
加入氢氧化钠后试管⑤ 56 出现绿色
（三）胺的鉴别 R-NH2 N2 + R-OH
Ar-NH2
脂肪仲胺 HNO2
CH3-NH2 + H2O CH3-NH3+ +
OH
空间位阻越小， 碱性越大
正离子在溶剂中越稳 定，其正向反应越容 易，胺的碱性越大
19
胺碱性的强弱：
H3C NH2
>
NH3
氨பைடு நூலகம்
>
苯胺
NH2
甲胺
pKb 3.34
一般规律：
4.76
9.40
脂肪胺 > NH3 > 芳香胺
20
⑴. 影响碱性的因素之一——电子效应
医用有机化学
第十二章
胺和生物碱
化学教研室
吴海珊(1020403)
1
作业：P.176 4、7、8①②⑤⑥⑦⑧、
9、10
自学： P.165 三
2
有机含氮化合物与生命有非常密切的联 系，例如： NH
O R C CH NH2
N
2
N N N H
OH
氨基 酸
H H S N O H O ONa
HN
腺嘌呤
O F N N O OH
胺和生物碱
H3C
O
N C CH3 + HCl H3C
N，N-二甲基乙酰胺
乙酰化
HO
NH2
对氨基苯酚
O
H
HO
N C CH3
对羟基乙酰苯胺 扑热息痛
NH2 CH3COCl
HNO3 / H2SO4 NHCOCH3
O2N
NHCOCH3
H2O / H+ O2N
NH2
第一节 胺 Amine
四. 胺的化学性质
（三）磺酰化反应
胆碱
+
-
HOCH2CH2N(CH3)3OH
季铵盐
(CH3)4N+Cl-
氯化四甲铵
氢氧化-羟乙基三甲铵
第一节 胺 Amine
二. 胺的结构
7N 1s22s22p3
NH3
4个sp3 轨道
不等性 sp3 杂化
N H
H
NH 2
H
第一节 胺 Amine
三. 胺的波谱性质
IR： N-H 3500 ~ 3300 cm-1 RNH2 2个峰；R2NH 1个峰； R3N无吸收
R3N + HNO2
R3NH+NO2-
N(CH3)2 + HNO2
ON
N(CH3)2
N,N-二甲基-对-亚硝基苯胺
第一节 胺 Amine
四. 胺的化学性质
（四）与亚硝酸反应
伯胺 HNO2 仲胺 HNO2 叔胺 HNO2
N2 黄色油状物 溶于水的盐
NH2
NH2 Br
H2O
+ Br2
NH2 Br
+ HBr
胺和生物碱
第一节 胺 Amine
有机化学PPT13amine第十三章 胺和生物碱课件
CH3
N+
I-
C2H5
C6H5
CH2CH=CH2
C6H5
CH3
N+
I-
C2H5
CH2CH=CH2
南京医科大学康达学院化学教研室 有机化学
10
南京医科大学康达学院 博学至精 明德至善
三、胺的物理性质
脂肪胺：低级胺是气体或易挥发的液体,有特 殊气味；高级胺为固体, 一般无气味。6C 以下的 胺通常都溶于水（与水形成氢键）。
27
南京医科大学康达学院 博学至精 明德至善
第二节 重氮盐和偶氮化合物
第十三章 胺和生物碱
第一节 胺
一 分类 命名 三 物理性质
二 胺的结构 四 化学性质
第二节 重氮盐和偶氮化合物
第三节 生物碱
1
南京医科大学康达学院 博学至精 明德至善
第一节 胺
一、分类和命名
(一) 分类
1. 胺可看做NH3的氢被烃基取代的衍生物。 2. 一般根据氮上烃基个数分为伯、仲、叔胺。
N H 3 R — N H 2 伯胺
南京医科大学康达学院化学教研室 有机化学
19
南京医科大学康达学院 博学至精 明德至善
胺酰化反应的应用:
(1) 医药方面. 增加药物脂溶性，降低毒性
O
H ON H 2 ＋ ( C H 3 C O ) 2 OH ON H C C H 3
Paracetamol (扑热息痛)
(2) 保护氨基
C H 3 O C H 3
芳香胺：为高沸点的液体或低熔点的固体, 有特 殊气味；一般难溶于水, 易溶于有机溶剂; 大多具有 毒性，某些芳香胺具有致癌作用。
南京医科大学康达学院化学教研室 有机化学
有机化学 胺和生物碱
(CH3)2N-N＝O + H2O
N－亚硝基二乙胺
b. 芳香仲胺 N HCH3 NaNO2 + HCl
NO N CH3
N-甲基-N-亚硝基胺
黄色油状物
特点：生成N-亚硝基化合物是中性的黄色 油状物或固体。
N-亚硝基化合物是carcinogenic 。
O
N-甲基亚硝基脲(MNU) H3C N C NH2
H O
+ H3C C NH HBr
CH3
三、Chemical Properties of Amines
（一）碱性与成盐反应
1. Basicity (碱性)：
CH3-NH2 + H2O
-
CH3-NH3+ + OH
CH3-NH2 + HCl
-
[ CH3-NH3 ]+Cl
胺能使红的石蕊试纸变蓝。
胺碱性的强弱：
苯胺
（二）酰化反应 (Acylation)
O
+ CH3-NH2 H3C C Cl
甲胺
O
H3C C NH CH3
N-甲基乙酰胺
常用的酰化剂： 酸酐、酰卤
酰化反应
NH3
O
(Ar)R-NH2 R' C Cl (Ar)R
NH
(Ar)R
RNR R
O R’-C-NH2
O
R’-C-NH-R(Ar) O R(Ar)
R’-C-N R(Ar)
不反应
酰化反应的意义： 1. 改善药物的性质，如提高脂溶性、降低毒性等.
乙酐
HO
NH2
HO
NHCOCH3
对乙酰氨基酚（扑热息痛，解热镇痛药）
有机化学有机化学胺和生物碱
季铵盐类
(C2H5)4N+OH-
(C氢2H氧5)化4N四+O乙H铵氢氢氧氧化化四四乙乙铵铵
(CH3)4N+Cl-
(C氯氯H化化3)4四四N甲+甲C铵铵l氯化四甲铵
H3C
CH3
O
N+ CH2CH2O C
CH3
乙酰胆碱
CH3 OH-
PhOCH2CH2
CH3 N+ C12H25 Br-
CH3
消毒宁
十二烷基-二甲基-2-苯氧乙基溴化铵
肾上腺素
HO
Epinephrine
(三) 酰化反应
❖酰化反应是 胺与酰卤、酸酐或酯作用生成酰胺的反应。
H R－N H R
N－H R
O
O
R－NH－CCH3 P吡yr啶idine
＋ CH3C－Cl solvent R
N－CCH3
R
O
R N－R
➢常R用的碱为氢氧化钠，三乙胺，吡啶。
➢常常利用酰化反应来保护氨基。
三甲胺
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ N
❖苯胺分子中，苯环上所有未参与杂化的p轨道所形成 的大π键可以和氮原子的未参与成键的 sp3杂化轨道形 成部分共轭体系
胺的物理性质
❖ 物态： 低级胺为无色气体或者易挥发的液体，有氨味或鱼腥
味，高级胺为固体。芳胺为高沸点的液体或者固体，有 毒！
❖ 水溶解度：胺可与水分子形成氢键，随着烃基在分子中 的比例增大，溶解度下降。因此低级胺可溶于水，高级 胺不溶于水。
胺的结构
7N 1s22s22p3
4个sp3 轨道
HN H
H
四面体结构
键长：C－N 0.147nm
N－H 0.101nm
(C2H5)4N+OH-
(C氢2H氧5)化4N四+O乙H铵氢氢氧氧化化四四乙乙铵铵
(CH3)4N+Cl-
(C氯氯H化化3)4四四N甲+甲C铵铵l氯化四甲铵
H3C
CH3
O
N+ CH2CH2O C
CH3
乙酰胆碱
CH3 OH-
PhOCH2CH2
CH3 N+ C12H25 Br-
CH3
消毒宁
十二烷基-二甲基-2-苯氧乙基溴化铵
肾上腺素
HO
Epinephrine
(三) 酰化反应
❖酰化反应是 胺与酰卤、酸酐或酯作用生成酰胺的反应。
H R－N H R
N－H R
O
O
R－NH－CCH3 P吡yr啶idine
＋ CH3C－Cl solvent R
N－CCH3
R
O
R N－R
➢常R用的碱为氢氧化钠，三乙胺，吡啶。
➢常常利用酰化反应来保护氨基。
三甲胺
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ N
❖苯胺分子中，苯环上所有未参与杂化的p轨道所形成 的大π键可以和氮原子的未参与成键的 sp3杂化轨道形 成部分共轭体系
胺的物理性质
❖ 物态： 低级胺为无色气体或者易挥发的液体，有氨味或鱼腥
味，高级胺为固体。芳胺为高沸点的液体或者固体，有 毒！
❖ 水溶解度：胺可与水分子形成氢键，随着烃基在分子中 的比例增大，溶解度下降。因此低级胺可溶于水，高级 胺不溶于水。
胺的结构
7N 1s22s22p3
4个sp3 轨道
HN H
H
四面体结构
键长：C－N 0.147nm
N－H 0.101nm
13 胺和生物碱
3.
三棱锥形（不等性sp3杂化）
H
..
N H
107.3。
18
H
2018/6/15
胺的结构同氨：
关键词：碳氮键
氨中的氮氢键换成氮碳键即得到胺。 例： 甲胺 三甲胺
..
N H3C
112.9。
2018/6/15
..
N
H H
H3C
108。
CH3
CH3
19
2. 胺类化合物的手性
C2H5 CH3 N H
若把孤对电子看作第四个基团，胺分子中 的氮原子与碳的四面体结构相类似，当胺分子
2018/6/15 21
续： *
CH3 + N CH2 .I
（碘化甲基烯丙基苯基苄基铵）
CH2CH=CH2
存在对映异构体（已拆分为左旋体和右旋体）
CH3 : N + CH3 + N
CH2 CH2=CHCH2
2018/6/15
CH2 CH2CH=CH2
22
3.苯胺的结构特点
1.苯环与氮上的氢不在同一平面内（如图所示）；
39.4
H N
0
113.9
H
0
2.氮的sp3杂化轨道与大π键形成δ,π- 超共轭体系；
H N H
2018/6/15
23
共轭体系存在的事实：
140pm
NH2
CH3
147pm
NH2
NH2 + Br2(H2O) Br
NH2 Br + HBr
Br
芳香胺与脂肪胺的性质有较大差异（见三）
2018/6/15 24
13
（2）例外情况 （芳香族仲胺和叔胺的命名）
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N2
芳香胺 （－）
N2
1°
2°
3°
黄色油状物或固体 （－）
NH2
黄色油状物或固体
桔黄
NaOH
翠绿
N2
（－）
NaNO2 + HCl
NH CH3
N(CH3)2
0~5℃
黄
桔黄
NaOH NaOH
黄 翠绿
5. 芳香胺的亲电取代反应
氨基的供电子共轭效应使苯环上的电子云密度升高， 所以芳胺易进行芳环上的亲电取代反应。
R4N+OH- + HCl
季铵碱
R4N+Cl- + H2O
季铵盐
R4N+Cl- 是强碱强酸盐，与强碱作用后不会游离 出季铵碱，而是建立如下平衡：
R4N+ X- ＋ NaOH
R4N+OH- ＋ NaX
P84.3(3) 按其碱性由强到弱排序：
O NH2 CH3 C NH O
A
N OH
B
O
NH2
HCl
C
叔丁醇
CH3 CH3—C—Cl CH3
叔丁基氯
CH3 CH3—C—NH2 CH3
叔丁基胺
(叔醇)
(叔卤代烃)
?
(伯胺)
注意
CH3 CH3 C CH3 NH2
CH3 CH3 C CH3 OH
叔丁胺（一级胺)
叔丁醇（三级醇）
命名
结构复杂的胺——氨基作取代基
CH3 CH CH CH2 CH3 NH2 CH2NH2
NH2
NH2
+ 3Br2(水)
Br Br
Br
+ 3HBr
（白）
作用
鉴别苯胺(定性和定量)
NH2
OH
能否用溴水区别
与
？
四、重氮盐和偶氮化合物
1. 苯重氮正离子的结构
H . . C H C . C H . H + . C . . C . N C H
sp杂化
. . N
Ar N
+
重氮基
N:
Ar N + N
NO2
NO2
浓H2SO4 浓HNO3 Fe+HCl
NH2
NH2
(CH3CO)2O
NHCOCH3
浓H2SO4 浓HNO3
?
NHCOCH3
浓H2SO4 浓HNO3
H2O, OH -
NH2
NO2（弃去邻位产物）
NO2
CH3
CO2H
NH2
NH2
3. 磺酰化反应（Hinsberg试验 ）
O
NH2 +
S Cl O
种因素共同影响的结果。 各类胺的碱性强弱大致表现出如下顺序： 季铵碱 > 脂肪仲胺 >脂肪伯、叔胺>
强碱 弱碱
氨 >芳香伯胺>芳香仲胺>芳香叔胺
季铵碱 vs 季铵盐
季铵化合物分子中的氮原子已连接四个烃基并带正 电荷，再也不能接受质子，这类化合物的碱性由与 季铵正离子结合的负离子来决定。 季铵碱的碱性即为 OH- 的碱性, 为有机强碱。 季铵碱与酸作用生成季铵盐：
(CH3)3NCH2CH2OH OH
+
-
记！
氢氧化三甲基-β-羟乙基铵 （胆碱）
O CH3 C O CH2 CH2 N CH3 OH +
CH3 CH3
乙酰胆碱
二、胺的物理性质
气味：低级脂肪胺有特殊气味
三甲胺——腐烂鱼的恶臭味 1,4-丁二胺——腐肉胺 1,5-戊二胺——尸胺
芳香胺毒性大
3,4-二甲基苯胺、β-萘胺——致癌
1°
NH2
2°
NH
ān
3°
N
àn
4°
4°
氨基 亚氨基 次氨基
ǎn
氨
胺
铵
注意：只有N原子直接与芳环相连才属于芳香胺.
特别要注意的是：
亚胺可视为醛或酮中氧原子被NR基团（R可以是氢或有
机基团）所取代得到的产物。(imine)
若NR中的R=H，化合物为一级亚胺；
若R=烃基，则化合物为二级亚胺。
若R3=OH，则称为：肟；若R3=NH2，则称为：腙。
可以定量，检 测氨基酸等
＋
[R-N NCl-]
+
N2 + R + Cl
N NCl+
-
脂肪伯胺
NH2
脂肪重氮盐
醇、烯、卤烃等混合物
+ NaNO2 + 2 HCl
芳香伯胺
0~5℃
+ NaCl + 2H2O
氯化重氮苯（重氮苯盐酸盐）
重氮化反应
N2 Cl
+ -
重氮盐
OH
H2O
+ N2
+ HCl
实验
芳香伯胺与亚硝酸的反应
N(CH3)2
H+ OH-
N(CH3)2 H
+
重氮盐与酚类偶联时最佳pH7~10。因为酚在弱碱性溶液中以 Ar－O- 参与反应，而 －O- 是比 －OH 更强的活化基。
亚氨基氨分子中去掉两个氢原子后，剩下的二价基团，
结构式为：HN＝(或-NH-)。当它与烃基相连时，组成仲胺。 (imino group)
氨基
次氨基
对应于伯胺（一级氨） 、仲氨（二级氨）和叔胺 （三级氨）。
酰亚胺
O C NH C O
伯、仲、叔胺的区别与伯、仲、叔醇 或卤代烃不同。
CH3 CH3—C—OH CH3
+ N2 Cl
+
N(CH3)2
中性或弱酸性（pH=5~7）
0℃
N N
N(CH3)2
4-二甲氨基偶氮苯（黄色）
注意
机理：亲电取代反应
试指出发生偶联反应的最佳位置
G
G
G
G
CH 3
CH 3
G = -OH , -NH2 , -NHR , -NR2
酸碱性对反应的影响
反应介质的酸碱性非常重要。一般说来, 重氮盐与芳胺的 偶联反应最佳 pH 为5～7。与酚类的偶联反应则在弱碱 性溶液中进行最快 (pH 7～10)。
O R C NHR' +
O
HCl
(RCO)2O + R'2NH
R C NR'2 + RCOOH
增加药物脂溶性，降低毒性
作用1 修饰胺类药物
HO NH2
(CH3CO)2O
HO
NHCOCH3
对氨基苯酚
对羟基乙酰苯胺
对乙酰氨基苯酚
（扑热息痛）
解热镇痛，但毒 副作用大
增强疗效，降低毒副作用
作用2 保护氨基（芳胺氨基易被氧化）
N-甲基-N-乙基对甲基苯胺
胺的盐
NH3 Cl
+
-
NH2 HCl
氯化苯铵
（苯胺盐酸盐） 盐酸苯胺
季铵盐和季铵碱
NH4Cl 氯化铵
CH3 CH2 N C12H25 CH3
(CH3CH2)4N Cl
+ -
氯化四乙铵 +
Br
- （消毒防腐剂）
溴化二甲基十二烷基苄(基)铵（新洁尔灭）
相应于氢氧化铵和铵盐的四烃基取代物, 分别 称为季铵碱和季铵盐(quaternary ammonium ion)。
HCl NaOH
NH3 Cl
+
-
NH2 HCl
作用 增加胺类药物的水溶性
NH2
NH2 HCl
+ HCl
COOCH2CH2N(C2H5)2
COOCH2CH2N(C2H5)2 HCl
普鲁卡因
（局部麻醉剂）
盐酸普鲁卡因 水溶性好，稳定，无毒，无臭
2. 酰化反应（酰卤、酸酐的氨解反应）
O R C Cl + R'NH2
O H H
O
H H
单一溶剂化效应使其碱性强弱顺序为：伯胺>仲胺>叔胺
3. 空间效应
N 原子上连接的基团越多越大,对 N 上孤对 电子的屏蔽作用越大, N 上孤对电子与 H+ 结 合就越难, 碱性就越弱。
NH2 NHCH3 N(CH3)2 NH
pKb 9.40
9.60
9.62
13.8
总体来说，水溶液中胺的碱性强弱是多
第十三章习题
改错： 习题集 p85 6.(5) 由苯胺和N,N-二甲基苯胺 合成甲基橙
胺
一
分类和命名
二
物理性质
三
化学性质
四
重氮盐和 偶氮化合物
一、胺的分类和命名
分类
脂肪胺 RNH2 R2NH R3N
+ X R4N + OH R4N
芳香胺 ArNH2 Ar2NH Ar3N 伯胺 仲胺 叔胺 季铵盐 季铵碱
D
C是季铵碱，碱性最强 A是芳香伯胺，B是芳香亚胺 B具有一定的酸性，pKa＝7.4 D是一个强酸弱碱盐，呈酸性
对于一元强酸弱碱盐，比如NH4Cl溶液来说：
NH4+离子是NH3的共轭酸，它在水中电离：
可认为NH4+就是酸，与水作用放出H+而使溶液显 酸性。当c/Ka≥500时，可用下式计算：
胺类的结构
O H S N O
NaOH
磺酰胺
伯胺
苯磺酰氯
SO2N -
Na+
（溶于水）
(CH3)2NH + H3C
SO2Cl
H3C
SO2N(CH3)2
仲胺 叔胺
对甲苯磺酰氯
SO2Cl
芳香胺 （－）
N2
1°
2°
3°
黄色油状物或固体 （－）
NH2
黄色油状物或固体
桔黄
NaOH
翠绿
N2
（－）
NaNO2 + HCl
NH CH3
N(CH3)2
0~5℃
黄
桔黄
NaOH NaOH
黄 翠绿
5. 芳香胺的亲电取代反应
氨基的供电子共轭效应使苯环上的电子云密度升高， 所以芳胺易进行芳环上的亲电取代反应。
R4N+OH- + HCl
季铵碱
R4N+Cl- + H2O
季铵盐
R4N+Cl- 是强碱强酸盐，与强碱作用后不会游离 出季铵碱，而是建立如下平衡：
R4N+ X- ＋ NaOH
R4N+OH- ＋ NaX
P84.3(3) 按其碱性由强到弱排序：
O NH2 CH3 C NH O
A
N OH
B
O
NH2
HCl
C
叔丁醇
CH3 CH3—C—Cl CH3
叔丁基氯
CH3 CH3—C—NH2 CH3
叔丁基胺
(叔醇)
(叔卤代烃)
?
(伯胺)
注意
CH3 CH3 C CH3 NH2
CH3 CH3 C CH3 OH
叔丁胺（一级胺)
叔丁醇（三级醇）
命名
结构复杂的胺——氨基作取代基
CH3 CH CH CH2 CH3 NH2 CH2NH2
NH2
NH2
+ 3Br2(水)
Br Br
Br
+ 3HBr
（白）
作用
鉴别苯胺(定性和定量)
NH2
OH
能否用溴水区别
与
？
四、重氮盐和偶氮化合物
1. 苯重氮正离子的结构
H . . C H C . C H . H + . C . . C . N C H
sp杂化
. . N
Ar N
+
重氮基
N:
Ar N + N
NO2
NO2
浓H2SO4 浓HNO3 Fe+HCl
NH2
NH2
(CH3CO)2O
NHCOCH3
浓H2SO4 浓HNO3
?
NHCOCH3
浓H2SO4 浓HNO3
H2O, OH -
NH2
NO2（弃去邻位产物）
NO2
CH3
CO2H
NH2
NH2
3. 磺酰化反应（Hinsberg试验 ）
O
NH2 +
S Cl O
种因素共同影响的结果。 各类胺的碱性强弱大致表现出如下顺序： 季铵碱 > 脂肪仲胺 >脂肪伯、叔胺>
强碱 弱碱
氨 >芳香伯胺>芳香仲胺>芳香叔胺
季铵碱 vs 季铵盐
季铵化合物分子中的氮原子已连接四个烃基并带正 电荷，再也不能接受质子，这类化合物的碱性由与 季铵正离子结合的负离子来决定。 季铵碱的碱性即为 OH- 的碱性, 为有机强碱。 季铵碱与酸作用生成季铵盐：
(CH3)3NCH2CH2OH OH
+
-
记！
氢氧化三甲基-β-羟乙基铵 （胆碱）
O CH3 C O CH2 CH2 N CH3 OH +
CH3 CH3
乙酰胆碱
二、胺的物理性质
气味：低级脂肪胺有特殊气味
三甲胺——腐烂鱼的恶臭味 1,4-丁二胺——腐肉胺 1,5-戊二胺——尸胺
芳香胺毒性大
3,4-二甲基苯胺、β-萘胺——致癌
1°
NH2
2°
NH
ān
3°
N
àn
4°
4°
氨基 亚氨基 次氨基
ǎn
氨
胺
铵
注意：只有N原子直接与芳环相连才属于芳香胺.
特别要注意的是：
亚胺可视为醛或酮中氧原子被NR基团（R可以是氢或有
机基团）所取代得到的产物。(imine)
若NR中的R=H，化合物为一级亚胺；
若R=烃基，则化合物为二级亚胺。
若R3=OH，则称为：肟；若R3=NH2，则称为：腙。
可以定量，检 测氨基酸等
＋
[R-N NCl-]
+
N2 + R + Cl
N NCl+
-
脂肪伯胺
NH2
脂肪重氮盐
醇、烯、卤烃等混合物
+ NaNO2 + 2 HCl
芳香伯胺
0~5℃
+ NaCl + 2H2O
氯化重氮苯（重氮苯盐酸盐）
重氮化反应
N2 Cl
+ -
重氮盐
OH
H2O
+ N2
+ HCl
实验
芳香伯胺与亚硝酸的反应
N(CH3)2
H+ OH-
N(CH3)2 H
+
重氮盐与酚类偶联时最佳pH7~10。因为酚在弱碱性溶液中以 Ar－O- 参与反应，而 －O- 是比 －OH 更强的活化基。
亚氨基氨分子中去掉两个氢原子后，剩下的二价基团，
结构式为：HN＝(或-NH-)。当它与烃基相连时，组成仲胺。 (imino group)
氨基
次氨基
对应于伯胺（一级氨） 、仲氨（二级氨）和叔胺 （三级氨）。
酰亚胺
O C NH C O
伯、仲、叔胺的区别与伯、仲、叔醇 或卤代烃不同。
CH3 CH3—C—OH CH3
+ N2 Cl
+
N(CH3)2
中性或弱酸性（pH=5~7）
0℃
N N
N(CH3)2
4-二甲氨基偶氮苯（黄色）
注意
机理：亲电取代反应
试指出发生偶联反应的最佳位置
G
G
G
G
CH 3
CH 3
G = -OH , -NH2 , -NHR , -NR2
酸碱性对反应的影响
反应介质的酸碱性非常重要。一般说来, 重氮盐与芳胺的 偶联反应最佳 pH 为5～7。与酚类的偶联反应则在弱碱 性溶液中进行最快 (pH 7～10)。
O R C NHR' +
O
HCl
(RCO)2O + R'2NH
R C NR'2 + RCOOH
增加药物脂溶性，降低毒性
作用1 修饰胺类药物
HO NH2
(CH3CO)2O
HO
NHCOCH3
对氨基苯酚
对羟基乙酰苯胺
对乙酰氨基苯酚
（扑热息痛）
解热镇痛，但毒 副作用大
增强疗效，降低毒副作用
作用2 保护氨基（芳胺氨基易被氧化）
N-甲基-N-乙基对甲基苯胺
胺的盐
NH3 Cl
+
-
NH2 HCl
氯化苯铵
（苯胺盐酸盐） 盐酸苯胺
季铵盐和季铵碱
NH4Cl 氯化铵
CH3 CH2 N C12H25 CH3
(CH3CH2)4N Cl
+ -
氯化四乙铵 +
Br
- （消毒防腐剂）
溴化二甲基十二烷基苄(基)铵（新洁尔灭）
相应于氢氧化铵和铵盐的四烃基取代物, 分别 称为季铵碱和季铵盐(quaternary ammonium ion)。
HCl NaOH
NH3 Cl
+
-
NH2 HCl
作用 增加胺类药物的水溶性
NH2
NH2 HCl
+ HCl
COOCH2CH2N(C2H5)2
COOCH2CH2N(C2H5)2 HCl
普鲁卡因
（局部麻醉剂）
盐酸普鲁卡因 水溶性好，稳定，无毒，无臭
2. 酰化反应（酰卤、酸酐的氨解反应）
O R C Cl + R'NH2
O H H
O
H H
单一溶剂化效应使其碱性强弱顺序为：伯胺>仲胺>叔胺
3. 空间效应
N 原子上连接的基团越多越大,对 N 上孤对 电子的屏蔽作用越大, N 上孤对电子与 H+ 结 合就越难, 碱性就越弱。
NH2 NHCH3 N(CH3)2 NH
pKb 9.40
9.60
9.62
13.8
总体来说，水溶液中胺的碱性强弱是多
第十三章习题
改错： 习题集 p85 6.(5) 由苯胺和N,N-二甲基苯胺 合成甲基橙
胺
一
分类和命名
二
物理性质
三
化学性质
四
重氮盐和 偶氮化合物
一、胺的分类和命名
分类
脂肪胺 RNH2 R2NH R3N
+ X R4N + OH R4N
芳香胺 ArNH2 Ar2NH Ar3N 伯胺 仲胺 叔胺 季铵盐 季铵碱
D
C是季铵碱，碱性最强 A是芳香伯胺，B是芳香亚胺 B具有一定的酸性，pKa＝7.4 D是一个强酸弱碱盐，呈酸性
对于一元强酸弱碱盐，比如NH4Cl溶液来说：
NH4+离子是NH3的共轭酸，它在水中电离：
可认为NH4+就是酸，与水作用放出H+而使溶液显 酸性。当c/Ka≥500时，可用下式计算：
胺类的结构
O H S N O
NaOH
磺酰胺
伯胺
苯磺酰氯
SO2N -
Na+
（溶于水）
(CH3)2NH + H3C
SO2Cl
H3C
SO2N(CH3)2
仲胺 叔胺
对甲苯磺酰氯
SO2Cl