大学有机化学 第13章_胺及其衍生物

13 .1 胺类化合物的分类与命名
N 上连有脂肪烃基的芳香仲胺和叔胺的命名：用 “N”表示基团连在氮原子上，而不是连在芳环上。
CH3 —N-C2H5
N-甲基-N-乙基苯胺
-NH-C2H5
N-乙基苯胺
CH3-
-N(CH3)2
N,N,4-三甲基苯胺 N,N-二甲基对甲苯胺
CH2NH2 苯甲胺
CH3
NH2
2,2,4-三甲基-3-氨基戊烷
对甲氨基苯磺酸 NH3 氨
13 .1 胺类化合物的分类与命名
CH3 N (CH3)3 I
+ -
O (C2H5)2NCH2CH2OC H
+
NH2 Cl-
矮壮素
N O S N H N H NO2
普鲁卡因
HCl
盐酸雷尼替丁 于1887年首次人工 合成的兴奋剂，其 作用类似于麻黄素 .
3）Hofmann降解反应
O RCNH2 NaOH + Br2
Br2 NaOH
RNH2
(CH3)3CCH2NH2
(CH3)3CCH2CONH2
反应机理如下：
Br
连贯发生
13.3.3
季胺碱的Hofmann消除反应
13.3.3
CH3
季胺碱的Hofmann消除反应
CH3CH2N(CH3)2 + CH=CH2
13 .3 胺类化合物的化学性质
芳香叔胺 与HNO2反应，可以在芳环上导入-NO。
N(CH3)2
N(CH3)2
NaNO2 , HCl 89~90%
NO
N,N-二甲基-4亚硝基苯胺 （翠绿色）
在酸性介质 实际生成
H+ [ HO-N=
OH+ =N(CH3)2 ] Cl- 桔黄色
脂肪的和芳香的伯、仲、叔胺与HNO2作用，生 成不同的产物，利用亚硝酸反应可以鉴别它们。
CH2=CHCH2
+
CH3
I
+
CH3 C6H5CH2
N
I
CH2C6H5
对于季铵类化合物，如果四个烃基不同， 则存在对映异构体。如上面的化合物可以拆分 为左旋体和右旋体.
13 .3 胺类化合物的化学性质
13.3.1 胺的碱性和成盐
RNH3+ + OHRNH2 + H2O
胺能与酸成盐:
RNH2 + HCl
RNH2 —————> N2
重氮化反应
CH3CH2CH2NH2 1o胺 NaNO2 HCl
Baidu Nhomakorabea
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
SO2Cl
SO2NHR
分离鉴别一级、二级、三级胺
SO2NHR NaOH SO2NRNa
+
SO2NR2 （不溶于NaOH水溶液）
13 .3 胺类化合物的化学性质
13.3.5 1) 胺与亚硝酸反应 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.
(CH3)2NH
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
苯丙胺类药物
1,2
13 .2 胺的物理性质与结构
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。6个C以下的胺 通常都溶于水. 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。 水溶度：伯、仲、叔三类胺与水形成氢键的能力 依次减弱. 沸点：R-NH2、R2NH 分子间形成氢键的能力依次 减弱，R3N 分子间不能形成氢键。
Cl CH3 2 1 CH3-CH – CH2--CH—CH-CH3 6 5 3 N(CH3)2 5-甲基-2-(二甲氨基)-3-氯己烷 CH3 CH3 CH3-CH - CH—C—CH3 NH2 CH3
2,2,4-三甲基-3-氨基戊烷
CH3HN-
-SO3H
对甲氨基苯磺酸
[季铵化合物]
[(CH3)2CH]4N+I碘化四异丙铵
NH3 R X SN2
胺的烃基化
RNH2 R X R2NH R X R3N R X R4N+X-
RI > RBr > RCl > RF 1°RX > 2°RX; 3°RX 以消除为主。 季铵碱制备
R4N+ X - + Ag2O H2O R4N+OH - + AgX
13.3.3
季胺碱的Hofmann消除反应
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)
叔胺与亚硝酸的反应
R3N: + HNO2
R3NH+ NO2- NaOH R3N + NaNO2＋ H2O
不稳定易 水解的盐
N H
pKb 2.73
(CH3)2NH
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
室温下转化103~105次/s
H+
H+
N H
pKb 2.73
对甲基苯胺
NHCH3 N-甲基苯胺
较复杂的胺或多官能团化合物，按系统命名法命名.
CH3CH2CHCH2CH2CH2CH3 NHCH2CH3 CH3CH2CHCHNHCH3 H3C CH3
3-(N-乙基氨基)庚烷 3-乙氨基庚烷
3-甲基-2-(N-甲基氨基)戊烷 3-甲基-2-甲氨基戊烷
13 .1 胺类化合物的分类与命名
第13章 胺及其衍生物
本章重点讲解：
• • • • • 1. 2. 3. 4. 5. 胺类化合物的分类与命名——掌握 胺类化合物的结构与物理性质——理解 胺类化合物的化学性质——掌握 胺的制备——了解 重氮与偶氮化合物的结构与化学性质 ——掌握
含氮有机化合物的类型主要有:
硝基化合物 R—NO2 -NO2
13 .3 胺类化合物的化学性质
13.3.4 胺的酰化与磺酰化
NH2 (CH3CO)2O or CH3COCl NHCOCH3
O (n-C4H9)2NH + COCl CN(C4H9-n)2
HO
NH2
(CH3CO)2O
HO
NHCOCH3
扑热息痛
NH2
CH3CO-Cl (或乙酸酐)
NH-COCH3
13 .2 胺的物理性质与结构
110.5
N
o
H
H H CH3
R1 N
N
112.9o
N CH3
108o
H H
CH3
107.3o
CH3
R1 R2 N R3
R3
R2
室温下转化103~105次/s
孤电子对使胺具有亲核性、 碱性， 简单手性胺易发生 对映体的互相转变。
13 .2 胺的物理性质与结构
CH2CH=CH2 N
+
CH2CH2N+CH2CH3OHCH3
H2O
RCH2CH2NH2
+
3 CH3I
+
RCH2CH2N(CH3)3I
+
+
AgOH
RCH2CH2N(CH3)3OH
+
_
RCH=CH2
(CH3)3N
H2O
H
+
H N(CH3)3
CH3CH2CH CH CH2
OH CH3CH2CH2CH=CH2 + (CH3)3N + H2O
HNO3/H2SO4 20℃, 95%
NH-COCH3
98% p2% o-
保护氨基
NO2
若直接硝化 产率很低
NH2 NO2
水解
13 .3 胺类化合物的化学性质
• 磺酰基取代胺氮原子上 氢的反应 （磺酰化）
RNH2 +
兴斯堡(Hinsberg)反应
RNH2 R2NH R3N 不反应 SO2Cl
O 磺酰基：(Ar)R S O
RNH3+Cl-
RNH3+Cl- + NaOH —> RNH2 + NaCl + H2O 胺盐遇强碱则能释放出游离胺，说明胺是弱碱. 影响胺类化合物碱性强弱的主要因素有： ① 水的溶剂化效应； ② 电子效应； ③空间效应
13 .3 胺类化合物的化学性质
溶剂化效应使其碱性强弱顺序为：伯胺>仲胺>叔胺
CH2CH2OH CH3 N+ CH3 OHCH3
氢氧化三甲基(2-羟乙基) 铵
(俗名胆碱)
CH3 NH2
甲胺
CH3 + CH CH3—N— 3 Br CH3
溴化四甲铵 CH3HN-SO3H
CH3 + CH CH3—N— 3 OH CH3 氢氧化四甲铵
CH3 CH3 CH3-CH - CH—C—CH3 NH2 CH3
13 .3 胺类化合物的化学性质
NH2
NaNO2 , HCl 0~5℃ D H2O
氯化重氮苯 (重氮盐)
NaNO2 , HCl 常温以上
CH3CH2CH2NH2 1o胺 NaNO2 HCl
+ RNH + H O RNH + OH 2 2 3 单一的电子效应使胺的碱性由强至弱顺序为（气相中）：
R3N > R2NH > R→NH2 > NH3 > > 芳香胺 pKb 3~5 4.75 >9
碱性强度（在水溶液中） ： 二甲胺 > 甲胺 > 三甲胺 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。 ?
叔丁醇(叔醇)
叔丁基氯(叔卤代烃)
叔丁基胺 (伯胺)
CH3 CH3 NH2 甲胺 伯胺 CH3 NH CH3 二甲胺 仲胺 CH3 N CH3 三甲胺 叔胺 CH3 + CH CH3—N— 3 Br CH3 溴化四甲铵 季铵盐
CH3 + CH CH3—N— 3 OH CH3
氢氧化四甲铵
季铵碱
13 .1 胺类化合物的分类与命名
R—N—R’ 叔胺
脂 C2H5-NH2 肪 胺 乙胺 芳 香 胺 -NH2
苯胺
CH3-NH-C2H5 甲乙胺 -NH-C2H5
N-乙基苯胺
CH3 C2H5-N-CH2CH2CH3
甲乙丙胺 -N(CH3)2
N,N-二甲基苯胺
13 .1 胺类化合物的分类与命名
伯、仲、叔胺的区别与伯、仲、叔醇或卤代烃不同. CH3 CH3—C—OH CH3 CH3 CH3—C—Cl CH3 CH3 CH3—C—NH2 CH3
—CH2-CH-CH3 NH2
苯异丙胺(1-苯基-2-丙胺)
13 .1 胺类化合物的分类与命名
—CH2-CH-CH3 NH-CH3 N-甲基苯异丙胺 (去氧麻黄素) CH3 H———NH-CH3 H———OH C6H5 麻黄素
为中药麻黄中的主要有效成 分。具有类似肾上腺素作用。 有兴奋交感神经、增高血压、 扩张气管的作用，用于支气 管哮喘症，疗效持久. 为无色透明晶体， 俗称冰毒，对人体 的损害甚于海洛因.
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
胺 酰胺 腈 重氮盐
偶氮化合物 含氮杂环 生物碱
R—NH2 R-CO-NH2 R—CN + Ar—N X
2
CH3-NH2 CH3-CO-NH2 CH2=CH-CN + -N Cl
2
Ar—N=N—Ar’
-N=N-
CH3
13 .1 胺类化合物的分类与命名
R’’
NH3
R—NH2 伯胺
R—NH—R’ 仲胺
简单胺的命名：烃基名＋胺(按优先次序由小到大排列 不同取代基)。 CH3 CH3NH2 CH3-NH-CH(CH3)2 (C2H5)3N -N-C2H5
甲胺 甲基异丙基胺 -NH2 三乙胺 甲乙环丁胺
CH3-
-CH2NH2 苯甲胺
-NH二苯胺
对甲基苯胺 -NH2 β-萘胺
H2N—CH2CH2CH2—NH2 1,3-丙二胺
由于空间位阻影响，消除反应产物主要遵守 Hofmann规则，即生成取代基较少的烯烃。
H CH2 H CH3CH2CH2CH CH2 (CH3)3N
C CH2 CH H + OH OH CH3 N CH3 CH3 CH3
H
+
H2O
H N(CH3)3
CH3CH2CH CH CH2
OH CH3CH2CH2CH=CH2 + (CH3)3N + H2O
0~5℃ D H2O
NaNO2 , HCl 常温以上
OH + N2 + HCl
2) 仲胺与亚硝酸的反应： 生成13 .3 胺类化合物的化学性质黄色油状 物或固体N-亚硝基胺
Ar(R)NH(或R2NH) + HONO 2o胺 Ar(R)N NO(或R2N NO) N-亚硝基胺
强致癌性
13 .3 胺类化合物的化学性质