胺和生物碱介绍

N
N
N
N
OH
ONa
无偶联 能力
② 酚或胺：
OH
OH -
偶联慢
NH 2
H+
O-
偶联快
NH 3+
H+ OH-
能偶联
不能偶联
偶联的条件为：低温、弱酸或弱碱。
思考题
重氮盐稳定存在的条件是什么？为什么？ 为什么重氮盐被羟基取代要强酸条件，而偶 联反应要弱酸、弱碱？

生物碱 (Alkaloid) 一、生物碱的概念及临床应用
胺
脂肪胺 芳香胺 R-NH2 Ar-NH2
3、根据分子中氨基的数目分类
胺 一元胺 多元胺
CH3CH2NH2 H2NCH2CH2NH2
注：芳香胺为N原子 直接连在芳香环上 的胺，如果不是直 接连在芳香环上， 即使有芳香环也不 属于芳香胺。
4、季铵盐和季铵碱

氢氧化铵或铵盐分子中四个氢原子完全被烃基取代而 成的化合物分别称为季铵碱或季铵盐。
MDMA
2-(2-氯苯基)-2-(甲氨基)环己酮 氯胺酮(K粉)
苯丙胺为中枢神经兴奋剂, 是国家严格管制的精神类药品。 甲基苯丙胺俗称“冰毒”, 属于联合国规定的苯丙胺类毒品。 MDMA 属于致幻剂类毒品，是“摇头丸”的主要成分。 氯胺酮俗称K粉。临床上用作麻醉剂或麻醉诱导剂, 有精神 依赖性，其致幻作用是导致被滥用的主要原因。
R R' N H OH2 "R
R R' H OH 2 H OH 2
< <
N
<
H OH 2 R N H OH 2 H OH 2
H OH2 H2O H N H OH2 H OH2

6
1N
5
7 N
2 N 4N 8
3
9
嘌呤
N H2
N
N
N
N
H
H
OH
香菇嘌呤 O H
具降脂作用
COOH
八、来源于萜类的生物碱 （一）单萜类生物碱
O O
N
秦艽碱甲
秦艽
（二）倍半萜类生物碱 石斛碱
（三）二萜生物碱 关附甲素
乌头碱
（四）三萜生物碱 交让木
九、来源于甾体的生物碱 （一）孕甾烷（C21）生物碱
（五）双吲哚类生物碱
OH
R=
N H
CO2Me
R
MeO
NH
OH
N
OA c
R' COOMe
长春碱(Vinblastine, VLB), R'=Ch3 长春新碱(Vincristine, VCR), R'=CHO
九、咪唑类生物碱
来源于组氨酸
N
N H
咪唑
毛果芸香碱 治疗青光眼
七、嘌呤（purine）衍生物
三、生物碱的存在形式
按氮原子所处的状态可分为六类：
1.游离碱； 2.盐类；（绝大多数） 3.酰胺类，如秋水仙碱、喜树碱； 4.N-氧化物( R-O-N )，如苦参碱、氧化苦参碱； 5.氮杂缩醛类( N-C-O)，即O，N混合缩醛； 6.其他类：亚胺(C=N)、烯胺(N-C=C、N-CN )等；
第三节 生物碱的分类、生源关 系
生物碱是
A．来源于生物界含N的化合物
B．N原子多在环外
C．N原子多在环内
D．全部呈碱性
E．多数呈碱性
答案：ACE
下列化合物不属于生物碱的为( ) A 可待因 B 吗啡 C 苯丙氨酸 D 莨菪碱 E 咖啡因

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

原因：
脂肪烃基是供电子基，能提高氮原子 上的电子云密度；而芳香胺因氮上孤对电 子离域到苯环，降低了氮原子的电子云密 度，因此碱性显著降低。
脂肪胺能使湿润的红色石蕊试纸变蓝， 而芳香胺不能。
胺的碱性还与氮上连接的烃基数目 有关，烃基多，空间位阻大，不利于氮
Байду номын сангаас
与质子结合。胺在水中的碱性还与水的
溶剂化作用有关。故胺的碱性强弱是电 子效应、立体效应和溶剂化效应共同作 用的结果。
铵类。
三、胺的结构
胺的结构和氨相似，氮原子为不等性 sp3杂化，4个杂化轨道中的3个分别与氢 或碳原子形成键，整个分子呈三棱锥形 结构，氮原子的另一个sp3杂化轨道被一 孤电子对所占用，且位于棱锥体的顶端， 如同第四个基团一样，所以胺分子中的氮 原子与碳的四面体结构相类似，但不是正 四面体。
..
第十一章 含氮有机化合物
（nitrogen-containing compound）
有机化合物中的氢原子可以被氮原 子或含有氮原子的官能团所取代，通常
将含有氮的化合物称为含氮的有机化合
物。含氮的化合物主要胺、偶氮化合物、
生物碱、含氮杂环化合物和氨基酸等。
本章主要介绍胺、重氮和偶氮化合物及 酰胺类化合物。
子和基团时，氮原子就成为手性中心，存
在对映异构现象，但至今未能分离得到这 样的对映体。这是因为胺分子中氮原子上
的孤对电子起不到一个基团的作用，这两
个对映体可以通过一个平面过渡态相互转
变。
39.4
H N
0
113.9
H
0
H N H 苯胺氮原子sp3杂化，其中一对孤对电子是 一种不等性杂化电子，该对电子所占有的sp3杂 化轨道中p轨道成分较多，尽管苯胺分子不是一 个平面型分子，但氮原子的孤对电子仍能与苯环 的大π电子互相重叠，形成共轭体系。

第十二章胺酰胺和生物碱ok
11
二、 胺的结构
N H
H H
NH3
N H
H C3H
CH3NH2
N
C3H H 3C
C3H
(CH3)3N
第十二章胺酰胺和生物碱ok
12
甲胺的结构
147 pm sp3
甲胺
112°
105°
甲胺
甲胺分子结构示意图
第十二章胺酰胺和生物碱ok
13
苯胺的结构
142.5°
➢ 孤对电子占据不等性 sp3杂化轨道
第十二章胺酰胺和生物碱ok
18
三、胺的物理性质
1、气味 胺与氨气的性质相似，如三甲胺鱼腥味
C H 2 － ( C H 2 ) 2 － C H C O O H C H 2 － ( C H 2 ) 2 － C H 21 , 4 - 丁 二 胺
N H 2鸟 氨 酸 N H 2 C O 2N H 2
N H 2 环己基胺 脂肪伯胺
Br 5
1 NH2 2 CH2CH3
2-乙基-5-溴苯胺
芳香伯胺
第十二章胺酰胺和生物碱ok
5
胺的分类和命名
脂肪胺 仲 (CH3)2NH 二甲胺 胺 CH3NHC2H5 甲乙胺
芳香胺
NH－CH3
N-甲基苯胺
Cl
2
O2N 4 1 NHCH2CH3 2-氯-N-乙基-4-硝基苯胺
Oseltamivir (奥司他韦) is an antiviral drug that is used in the treatment and prophylaxis of both Influenzavirus A and Influenzavirus B. Like zanamivir, oseltamivir is a neuraminidase inhibitor. It acts as a transition-state analogue inhibitor of influenza neuraminidase, preventing progeny virions from emerging from infected cells.

性质： 1、生物碱多数味苦无色。大多是无色固体，极少数是液体。
2、游离生物碱极性较小，一般不溶或难溶于水，能溶于有机溶剂。它们 的盐类大多易溶于水及醇。
3、多数生物碱具有旋光性，大多是左旋的，具有明显的生理效应。
4、生物碱遇一些试剂能发生沉淀，或产生不同的颜色，可利用这些试剂 来检测生物碱。常用的沉淀剂有苦味酸、磷钨酸、磷钼酸、鞣酸、碘 化铋钾、I2-KI溶液等。常用的显色试剂有浓硫酸、浓硝酸、甲醛-浓硫 酸和浓氨水等。
由于生物碱在植物中常以有机酸盐如苹果酸盐琥珀酸盐草酸盐柠檬酸盐等形式存在因此从植物中提取生物碱时常用稀盐酸或稀硫酸溶液使它们从有机酸盐游离成为盐酸盐或硫酸盐转移到提取液中然后用naoh或caoh2处理水溶性很小的生物碱就沉淀下来最后用有机溶剂将游离的生物碱萃取出来
第十二章 胺及生物碱(amine and alkaloid)
然而，孤对电子的体积毕竟太小，起不到一个基团的作用，这两个对 映体可通过一个平面形成过渡态相互转变，而且转变速度极快，室温 下无法分离这对对映体。
但是，杂环三级胺的N原子处在刚性环上时，翻转受到限制，可以拆解 成稳定的对映异构体。
另外，在季铵类化合物中氮的四个sp3杂化轨道都成键，翻转受到限制， 当四个基团互不相同时，能分离出稳定的、具有光学活性的对映体。
芳香重氮盐只有在水溶液和低温时才稳定，干燥时易爆炸。在酸性条件 下稍加热即分解，同时定量放出氮气，此反应可用作伯氨基(-NH2)的定 量测定。
脂肪伯胺的重氮盐即使在低温下也不稳定，自行分解生成烯、醇等混 合物，同时放出氮气。
2、仲胺与亚硝酸的反应 脂肪仲胺和芳香仲胺与亚硝酸反应都生成亚硝胺(N-亚硝基胺)，呈中性治癌物。
芳环上有取代基时电子效应是影响碱性的主要因素。

chapter 12
3
胺
脂肪胺 伯 胺 CH3NH2 甲胺
NH2
芳香胺
(CH3)2CHNH2 异丙胺
CH2NH2
苯胺
苄胺 N attached to aryl group 芳
N attached to alkyl group 脂肪
chapter 12
4
胺的分类和命名 (伯胺 RNH2: one carbon directly attached to N) 伯胺
chapter 12
25
胺的碱性
电子效应的影响（与溶剂化效应相反） 电子效应的影响（与溶剂化效应相反） N上的电子云密度 ，接受质子的能力↑，碱性↑ 上的电子云密度↑，接受质子的能力 ，碱性 上的电子云密度 脂肪叔胺 > 仲胺 > 伯胺 > NH3 > 芳香胺 NH3 4.8 NH2－NH2 6.1 NH2－OH 8.2
叔丁醇(叔醇 叔醇) 叔丁醇 叔醇
伯胺) 叔丁基胺(伯胺 叔丁基胺 伯胺
chapter 12
8
胺的分类和命名
－NHCH3 甲氨基 －N(CH3)2 二甲氨基
1 2 3 4 5 CH3－CH－CH2－CH－CH3 － － CH3 NH2
2-甲基 氨基戊烷 甲基-4-氨基戊烷 甲基
CH3－CH－CH2CH2CH2CH3 － NHCH3
2-甲氨基己烷 甲氨基己烷
chapter 12
9
胺的分类和命名
When all four atoms attached to N are carbon, the ion is called a quaternary ammonium ion（季铵离子） and salts （季铵离子） that contain it are called quaternary ammonium salts. 季铵盐 NH4Br 溴化铵 (CH3)2N(C2H5)2Br 溴化二甲二乙铵 二甲二乙 溴化二甲二乙铵 季铵碱 NH4OH 氢氧化铵 (CH3)4NOH 氢氧化四甲 四甲铵 氢氧化四甲铵

氨基做取代基，烃或其他官能团为母体。
CH3CHCH2CHCH3 NH2 CH3
2-甲基-4-氨基戊烷
(CH3)2N
CHO
4-二甲氨基苯甲醛
第十二页，共54页。
4. 季铵盐(或胺的盐)和季铵碱的命名 分别与 NH4+Cl-、 NH4+OH- 的命名相似。
NH4+ Cl-
氯化铵
(C H 3C H 2)4N + B r-
化学致癌物
黄色油状物
第三十二页，共54页。
食物、化妆品、啤酒、香烟中都含有亚硝酸胺。某些消化系 统肿瘤，如食管癌的发病率与膳食中摄入的亚硝胺数量相关 。亚硝酸胺可以在人体中合成，是一种很难完全避开的致癌 物质。
！ 亚硝酸胺翻倍
第三十三页，共54页。
3. 叔胺
脂肪叔胺与 HNO2 作用生成不稳定易水解的盐，若以
芳香伯胺与 HNO2 在低温(一般<5℃)及过量强 酸水溶液中反应生成芳香重氮盐，这个反应称为
重氮化反应(diazotization)。
NH2 ＋NaNO2＋2HCl 0~5℃
N + NC l-＋ N aC l＋ 2H 2O
氯 化 重 氮 苯 (芳 香 重 氮 盐 )
干燥的重氮盐通常极不稳定，受热或振荡容易发 生爆炸。升高温度重氮盐会逐渐分解，放出氮气。
强碱处理，则重新游离析出叔胺。
R3N+HNO2- 一种弱酸弱碱盐 N a O H R 3 N ＋ N a N O 2＋ H 2 O
第三十四页，共54页。
芳香叔胺与 HNO2 作用生成 对-亚硝基胺。
对位已被占据时，亚硝基取代在邻位。
(CH3)2N
ON
CH3
NaNO2 HCl

(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）

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）