第17章胺.ppt
根据N上所连烃基的种类脂肪胺芳香胺芳脂胺CH3NH2NH2CH2NH2一.分类与命名第十七章第十七章 胺胺(amines)根据N上所连烃基的数目RNH2R2NHR3NR4N+1胺（伯胺）Primary Amines2胺（仲胺）Secondary Amines3胺（叔胺）Tertiary Amines 4胺（季铵盐)Quaternary Ammonium Salt根据分子中根据分子中胺基胺基的数目的数目一元胺一元胺多元胺多元胺胺的分级与卤代烃、醇不同胺的分级与卤代烃、醇不同 ！(CH3)3C-OH3醇醇(CH3)3C-NH21胺胺(CH3)3CX3o卤代烃卤代烃(CH3)2NHdimethyl amineNH2aniline 苯胺NHCH3N-methyl anilineCH3-NH2methyl amine 甲（基）胺CH3CH2NH2ethyl amine 乙胺CH3CH2CH2CHCHCH3CH2NH2N(CH3)23-胺甲基胺甲基-2-N,N-二甲胺基己烷二甲胺基己烷C6H5NH3+Cl-氯化苯铵氯化苯铵CH3CH2NHCHCH2CH3CH2CH2CH2CH2CH3HOCH2CH2NH2CH3CHNCH3CO2HHSO2HH2N(CH3CH2NH3)2SO4-(CH3)4N+Cl-3-(N-乙胺基乙胺基)庚烷庚烷2-氨基乙醇氨基乙醇-(N-甲胺基甲胺基)丙酸丙酸对氨基苯磺酸对氨基苯磺酸氯化四甲铵氯化四甲铵硫酸乙铵硫酸乙铵二.胺的结构SP3NH3CHHNH3CCH3CH3NHHSP3SP3“SP2 ”胺的对映体的转变胺的对映体的转变构型翻转，能垒较低，翻转速度较快构型翻转，能垒较低，翻转速度较快N上不同的取代上不同的取代手性氮手性氮对映异构体对映异构体？自动外消旋化，不可拆分自动外消旋化，不可拆分 氮在环内，翻转受阻氮在环内，翻转受阻 季铵盐季铵盐 不能进行氮的翻转不能进行氮的翻转 可分离出稳定的旋光异构体可分离出稳定的旋光异构体胺的对映体的转变胺的对映体的转变H3CNNTroger 碱S-R-NH5C2CH2CHPhCH3CH2NC2H5CHCH2PhCH3H2C 形成形成N氧化物，氧化物，不能翻转不能翻转 PhNC2H5CH3O三、胺的物理性质胺属于极性化合物，除叔胺外，伯胺和仲胺可形成分子间氢键；伯、仲、叔胺与水能形成氢键。氮的电负性比氧小，胺比同分子量的醇沸点低，但比非极性化合物高。CH3NHHNCH3HHN CH3HH芳香胺毒性很大，通过吸入、食入或皮肤吸收导致中毒四、胺的制备1.氨(胺)的烷基化卤代烷与氨(胺)的反应,称为Hofmann烷基化反应p771H3N+RXRNH3 +X-+RNH3+NH3+RNH2 +NH4+RXR2NH2 +X-+NH3R2NH.O2NNO2ClNH3+O2NNO2NH2NH2CH2ClNH2CH3CH2Cl（过量）+NaHCO3H2O,9095 oCNHCH2N(C2H5)2芳香卤代烃亲核取代反应不活泼，与氨反应需在高温、高压、催化剂存在下进行。而芳环上引入硝基会致活芳环，用于制备芳胺。实验室和工业上利用芳胺亲核性弱及产物位阻效应大不易再继续反应的特点制备仲、叔胺。2.Gabriel合成 由卤代烃直接氨解制备伯胺常会有仲胺、叔胺生成，Gabriel提出由卤代烃制备纯伯胺的方法 NHOOKOHN-K+OOCH3CH2BrNCH2CH3OOOH-/H2OCOO-CONHCH2CH3COO-COO-CH3CH2NH2+有时酰胺水解困难,可采用肼解NROO+NH2NH2.H2OC2H5OHNNOO+RNH2+H2O氨基酸合成 p7733.硝基化合物还原（1）催化氢化：污染少，逐步替代化学方法。中性条件下进行，适于对含有对酸、碱敏感的官能团化合物进行还原CH3NO2CH(CH3)2H2,Niheat,pressureCH3NH2CH(CH3)2CH3NO2NO2FeEtOH,HClheatCH3NH2NH2制备伯胺Ni,Pd,PtSn、Fe/HCl（2）化学还原选择性还原试剂硫化铵硫氢化钠硫化钠还原剂计量:二硝基化合物选择还原p7754.腈及其它含氮化合物的还原RCl +NaCNRCNRCH2NH2Ni/H2or LiAlH4Ni/H2CON(CH3)2LiAlH4etherCH2N(CH3)2CH3CH2CH2COCH3H2NOHCH3CH2CH2CCH3NOHC2H5OHCH3CH2CH2CCH3NH25.还原氨化醛（酮）在氨存在下催化氢化生成胺的反应（reductive amination)Ni/H2RCOH(R)NH3RCH(R)NHRCHNH2H(R)+中间体CRRNRRiminium ion醛（酮）与伯胺的反应通过半缩胺（亚胺）中间体发生，与仲胺的反应则通过半缩胺（亚胺离子）还原剂：Ni,NaBH3CN/LiBH3CN CHONH3,H2,Ni90 atm4070 oCCH2NH2CHOLiBH3CNCH3CH2NH2CH2NHCH2CH3N-benzylethanamine89%89%O(CH3)2NHNaBH3CNN(CH3)2Leuckart反应醛（酮）在高温下与甲酸铵反应得一级胺的反应。CCH3OHCOONH4185 oCCHCH3NH266%甲酸铵：提供氮、作为还原剂HCOONH4HCOOHNH3+C=O+NH3-H2OC=NHNH4+C=NH2+OCOH+C=NH2+CO2H C NH2+6.Hofmann降解反应(重排反应)RCONH2NaOH,Br2RNCOH2ORNH2P778酰胺与次卤酸盐的碱溶液作用，释放出CO2，生成比酰胺少一个碳原子的一级胺的反应称为Hofmann降解反应（重排反应）酰基氮宾R CON.异氰酸酯R-N=C=OR N.氮宾 （Nitrene)活性中间体（瞬时存在，类似卡宾）CORN HHOH-CORNHBr BrCORN BrHBr-+CORN BrHOH-CORN Br-Br-R N=C=OisocyanateR N=C=OOH-R N C OOHR N C OOHH OHRNH2CO2OH-+Mechanism酸性p778通常认为卤负离子离去与烷基重排同时发生迁移基团的立体化学若酰胺的-碳为手性碳，则反应后构型不变HCH3CC6H5ONH2OBr-HNH2H3CC6H5-苯基丙酰胺-苯基乙胺构型保持HC6H5CH3CON.HC6H5CH3CON.HC6H5CH3N.CO有很多证据表明，1,2-迁移的共同特征：迁移基团构型保持羧酸及其衍生物为原料制备胺HofmannCurtiusSchmidtp779五五.胺的反应胺的反应NRRRSP3Long electron pairBasicity碱性，成盐碱性，成盐Nucleophlicity亲核性，烷基化亲核性，烷基化Resonance Activition to the Aromatic ringElectophilic Substitution芳香环的亲电取代反应芳香环的亲电取代反应(一一)胺的碱性胺的碱性氮上的孤对电子氮上的孤对电子RNH2.+H+RN+H3不溶不溶溶解溶解RNH2+H2OKbRN+H3OH-+pKb=-lgKb实验测定接受质子或提供电子接受质子或提供电子试验测定的胺的试验测定的胺的pKbNH3CH3NH2(CH3)2NH(CH3)3NNH2NH2O2NNH2CH3O胺pKb4.753.343.274.199.4138.66Basicity and Formation of Ammonium Salts脂肪胺脂肪胺 氨氨 苯胺苯胺脂肪胺脂肪胺:2胺胺 1胺胺 3胺胺芳香胺：芳香胺：对甲氧基苯胺对甲氧基苯胺苯胺苯胺对硝基苯胺对硝基苯胺 脂肪胺的碱性脂肪胺的碱性2o 1o 3o脂肪胺的碱性都大于氨；烷基相同，仲胺碱性最强，脂肪胺的碱性都大于氨；烷基相同，仲胺碱性最强，伯、叔胺次之伯、叔胺次之胺的碱性强度胺的碱性强度决定于氮上电子云密度决定于氮上电子云密度增高增高N上电子云密度上电子云密度降低降低N上电子云密度上电子云密度 芳香胺的碱性芳香胺的碱性苯胺的结构苯胺的结构p-共轭共轭N上电子云密度下降上电子云密度下降芳香胺碱性比氨弱芳香胺碱性比氨弱致活基团致活基团(-NH2,-OCH3,-CH3)致钝基团致钝基团(-NO2,-SO3H,-CO2H,-X,-NH3+)季胺碱季胺碱R4N+OH-离子化合物离子化合物 碱性顺序：碱性顺序：季胺碱季胺碱 脂肪氨脂肪氨 氨氨 芳香胺芳香胺酰胺酰胺 磺酰胺磺酰胺 酰亚胺酰亚胺Basicity and Formation of Ammonium Salts(二二)胺的成盐反应胺的成盐反应RNH2 +H+RNH3+R2NH +H+R2NH2+R3N +H+R3NH+Basicity and Formation of Ammonium Salts水溶性铵盐：无臭，不挥发的固体，溶于水，但不溶于有机溶剂。铵盐：无臭，不挥发的固体，溶于水，但不溶于有机溶剂。分离，纯化分离，纯化植物中生物碱的提取植物中生物碱的提取 利于吸收和保存利于吸收和保存盐酸普鲁卡因盐酸普鲁卡因NH2COOCH2CH2N(C2H5)2NH2COOCH2CH2+NH(C2H5)2.Cl-.HCl 胺可以与盐酸、硫酸、醋酸、草酸等成盐，也可以用胺可以与盐酸、硫酸、醋酸、草酸等成盐，也可以用碱将盐转变为原来的胺碱将盐转变为原来的胺手性羧酸的拆分手性羧酸的拆分Basicity and Formation of Ammonium Salts(R)RCOOH(S)RCOOH+(S)-RNH2(R)-COO-(S)-RNH3(S)-COO-(S)-RNH3非对映非对映异构体异构体番木鳖碱(strychnine)马钱子碱(brucine)辛可宁(cinchonine)奎宁(quinine)季铵盐季铵盐相转移催化作用相转移催化作用叔胺与卤代烷反应生成季铵盐叔胺与卤代烷反应生成季铵盐+n-C16H33Br(CH3)3Nn-C16H33N+(CH3)3Br-heat在水和非极性有机溶剂中都有溶解度在水和非极性有机溶剂中都有溶解度+CHCl3 +NaOHBu4N+Cl-ClCl+NaCl +H2OH2O,Na+,OH-CHCl3H2O,Na+,Cl-,Bu4N+,OH-Bu4N+,OH-,CHCl3Bu4N+Cl-水相水相:有机相有机相:Bu4N+Cl-+Na+OH-Bu4N+OH-+Na+Cl-Bu4N+OH-+CHCl3Bu4N+CCl3-+H2OBu4N+CCl3-Bu4N+Cl-+:CCl2+:CCl2ClCl季铵盐与伯、仲、叔胺的盐的不同之处季铵盐与伯、仲、叔胺的盐的不同之处对碱的行为对碱的行为与碱作用与碱作用胺游离胺游离季铵碱季铵碱+RNH3+Cl-KOHRNH2KClH2OR4N+I-KOHR4N+OH-KI+AlkylationRNH2碱性碱性亲核性亲核性烷基化烷基化RNH2RXRNHRRXRNRRRXRNRRRX(C2H5)4N+Br-Ag2O/H2O(C2H5)4N+OH-季铵碱季铵碱Quaternary Ammonium BaseQuaternary Ammonium CompoundsRNRRRXRNRRROHHOCH2CH2NCH3CH3CH3OH胆碱胆碱(choline)CH3COCH2CH2NCH3CH3CH3OBr溴化乙酰胆碱溴化乙酰胆碱(acetylcholine bromide)CH3COCH2CH2NCH3CH3CH3OOH乙酰胆碱乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)CH3(CH2)14COOCHCH2OCH2OC(CH2)14CH3OPOO-OCH2CH2NCH3CH3CH3磷脂磷脂(三三)季铵碱的季铵碱的Hofmann消除反应消除反应季铵盐在强碱（季铵盐在强碱（KOH,NaOH)作用下产生季铵碱，与季铵盐作用下产生季铵碱，与季铵盐达成平衡。季铵碱的碱性与达成平衡。季铵碱的碱性与KOH,NaOH相当。相当。季铵碱的制备常用湿的氧化银与季铵盐
