季铵化合物

3-(N-乙氨基)庚烷
O NH CH3CCH2CCH3
LIYING
2004-08-26
3-甲基-2-(N-甲氨基)戊烷
O H2N COC2H5
4-亚氨基-2-戊酮
对氨基苯甲酸乙酯
[季铵化合物] 将负离子和取代基的名称放在“铵”字前
[(CH3)2CH]4N+ICH2CH2OH CH3 N+ CH3 OHCH3
CH3CH2CH2CH2OH 117oC
34.5oC
试推测 a. 相同分子量的伯、仲、叔胺的沸点顺序。
b. 相同分子量的伯、仲、叔胺在水中的溶解度顺序。
R H H R N H H R N H O H H N H OH2 R N H N H N H
2. 胺的化学性质 1) 碱性和成盐
RNH2 + H2O
KMnO4 / C 6H6 / H2O 三正辛基甲基氯化铵
CH3(CH2)7COOH + HCOOH
某些低碳链的季铵盐具有生理活性。
[(CH3)3NCH2CH2OH]+Cl- 氯化胆碱
矮壮素(一种植物生长调节剂)。
CH3 N+(CH3)3 I-
• 季铵碱制备及Hofmann消除
R4N+ X - + Ag2O
H
+
CH3CH2CH CH CH2
OH CH3CH2CH2CH=CH2 + (CH3)3N + H2O
δ -
H
CH3CH2CH CH CH2 N(CH3)3
OH-
H
H CH
δ +
OH
[ CH3CH2CH
CH2
]
N(CH3)3
CH3CH2CH2CH=CH2 + N(CH3)3 + H2O
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第十一章
CH3 H NHCH3 H OH ph
含氮化合物
N CH3百度文库
(Compounds Containing Nitrogen)
H
D-(-)-麻黄素
一. 胺 1. 命名、结构与物理性质
NH3 氨 RNH2 1o胺
阿托品
OCOCHCH2OH
ph
R2NH 2o胺
R3N 3o胺
R4N+X季铵盐
R4N+OH季铵碱
氢氧化(2-羟乙基) 三甲铵(俗名胆碱)
碘化四异丙铵
胺的结构
sp3 N H3C
112.9o H 105.9
o
R1
R1 N N R2
H
R2
R3
R3
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。
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氮原子上连有四个不同基团的季铵化合物具有旋光性，
CH3 N H5C2
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H2O
R4N+OH - + AgX
强碱
季铵碱受热分解，无－H的季铵碱加热时发生SN2反应，有－ H的季铵碱发生 Hofmann消除反应。 Hofmann消除规则 在碱作用下，较少烷基取代的碳原子上的氢优先被消除，生
成双键碳上烷基取代较少的烯烃。
H
+
H N(CH3)3
• 季铵盐的用途 作表面活性剂 亲油基(烃基)和亲水基(正离子部分)
C12H25N+(CH3)3Cl-
季铵盐的磷脂
O CH3(CH2)14CO CH
O CH2OC(CH2)14CH3 O OCH2O P OCH2CH2N+(CH3)3
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作相转移催化剂
CH3(CH2)7CH=CH2
RNH3+ + OH-
胺的氮原子上有孤对电子，能结合水中的质子。
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CH3NH2 3.38 O2N
(CH3)2NH 3.27 NH2 13.0
(CH3)3N 4.21 CH3 8.92
NH3 4.76 NH2
NH2 9.37
碱性强度：脂肪胺 > 氨 > 芳香胺
试从铵正离子的稳定性及胺接受质子的能力方面进行分析。
盐酸雷尼替丁：
2) 季铵盐与季铵碱
N H NO2
HCl
三级胺与卤代烷加热形成四级铵盐即季铵盐。
R3N + R'I CH2Cl + (CH3)3N
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R3N+R ICH2N+(CH3)3Cl-
季铵盐易溶于水、熔点高。 季铵盐与氢氧化钠(钾)作用形成平衡体系：
R4N+I- + KOH R4N+OH- + KI
E2消除 主要得到双键碳上取代基较少的烯烃。
CH3CH2CHCH3
+
E2
N(CH3)3 OH E2
CH3CH2CH2CH=CH2
反应速率快 动力学控制的产物 产物稳定 热力学控制的产物
CH3CH2CHCH3 X
CH3CH2=CH2CH3
-H与N+R3基本同步离去, E2历程。
E1Cb
(conjugate base)
+
CH3 ph CH2=CHCH2 N+ C2H5
ph CH2CH=CH2
芳香胺
N H H
氮原子为不等性的sp3杂化。(具 有某些sp2 特征)
物理性质
10 胺、20胺能形成分子间氢键。(N-H· · · N)弱于(O-H· · · O)。
CH3CH2OCH2CH3
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(CH3CH2)2NH 56oC
试判断下列化合物的碱性强弱（由强至弱排序）
CH3 N N
a
N N
b
CH3
c
CH3 N CH3
N
d
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e
f
NO2
• 胺与酸作用成盐
RNH2 + HX
（分离提纯、胺类化合物的保存）
RNH3+XO
+
OH-
RNH2
NH2 Cl-
普鲁卡因：
(C2H5)2NCH2CH2OC H
N O S N H
季铵化合物：氮原子上连有四个烃基的衍生物
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氨基：-NH2 ；
亚氨基：-NH-
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[简单胺] 以胺为母体，氮上取代基用N定位。
CH2NH
H2NCH2CH2NH2
N-苯基苯甲胺
乙二胺
[较复杂胺] 烃或其它官能团为母体，氨基作取代基。
CH3CH2CHCH2CH2CH2CH3 NHCH2CH3 CH3CH2CHCHNHCH3 H3C CH3
L C C H
:B
L C C
碳负离子
C=C
季铵碱的用途之一：测定胺的结构
彻底甲基化——氮原子上氢均被甲基取代。
试利用彻底甲基化和Hofmann消除确定2-甲基氢化吡咯结构
的反应过程和所用试剂。 LIYING
碱性强度： 二甲胺 > 甲胺 > 三甲胺
H OH2 CH3 N+ H
LIYING
2004-08-26
（在水溶液中）
CH3 OH2
CH3 OH2 > CH3 H OH2
N+ H OH2 > CH3 N+ H CH3
H OH2
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