第12章 胺和生物碱

水的溶剂化效应 碱性大小还与质子化后形成的铵正离子 的溶剂化程度有关。N上结合的H越多，铵 正离子与水形成氢键的机会就越多，即铵 正离子的溶剂化程度越大，这样使得正电 荷越分散，铵正离子越稳定。由于铵正离 子越稳定，OH-的浓度就越高，即碱性越强 。因此伯胺氮上的氢最多，其铵正离子最 稳定。
单从溶剂化作用考虑，碱性顺序为： 伯胺>仲胺>叔胺 综上所述，胺碱性的强弱是这三种因素综 合作用的结果，脂肪胺的碱性一般是仲胺 最强，伯胺和叔胺次之。它们的碱性都比 氨强
3．季铵碱的碱性 季铵碱是强碱性物质，其碱性与氢氧化钠 相近。R4N+与OH-之间是典型的离子键
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，这是由于氨基对苯 环致活所致。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。
2.芳香胺的碱性 芳胺中由于N上孤对电子所占据的轨道与 苯环的p轨道共轭，N上的电子云密度向苯 环分散，使N结合质子的能力降低，即碱 性减弱。因此芳香胺的碱性小于氨。芳环 上有取代基时电子效应是影响碱性的主要 因素，如：-NO2是强吸电子基，使得N上 电子云密度降低，碱性减弱，而-OH是较 强的给电子基，使N上电子云密度增大， 碱性增强
此反应可用于伯仲叔胺的鉴别。伯胺生成的 苯磺酰胺，氮上的氢原子受磺酰基的影响 （-I效应）呈弱酸性，能溶于碱而生成水溶 性的盐；仲胺生成的苯磺酰胺，氮上无氢原 子，不显酸性，不能溶于碱液中。而叔胺因 氮上无氢，则不发生反应。
(四) 与亚硝酸的反应 芳香伯胺与亚硝酸反应生成重氮盐，这一 反应称为重氮化反应
氨的烃基取代物称为胺。许多胺类化合物 在生命过程中起着重要的作用，如：氨基 酸是构成多种蛋白质的基本结构单元；胆 碱是调节脂肪代谢的物质等等。另外，胺 类在医药领域占有非常重要的地位，如磺 胺类药物，生物碱类药物。 第一节 胺 一、胺的分类和命名 1.分类： 根据胺分子中与氮原子直接相连的烃基 的种类不同，可分为脂肪胺和芳香胺。
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
3.芳香胺的结构
苯胺分子的N原子虽仍然是棱锥形结构， 但由于受N原子与苯环共轭的影响，H-NH所处平面与苯环平面之间的夹角仅有 39.4°。H-N-H的键角为113.9°
(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
(一) 碱性与成盐反应wk.baidu.com由于N上的孤对电子易与质子结合，故胺 和氨相似呈碱性
1.脂肪胺的碱性： 比较胺的碱性，即比较N结合质子能力的 大小。主要有三个因素 1) 电子效应 脂肪胺中烃基的+I效应，使N上的电子云 密度增高，碱性增强，N上的烃基越多， 碱性越强；因此从电子效应考虑，碱性顺 序为：叔胺>仲胺>伯胺>NH3
官能团分类: 氨基 -NH2，亚氨基 ＝NH，次 氨基 º N。 根据与氮原子相连的烃基数目不同可分为 伯、仲、叔胺和季铵类。
2.命名 (1)脂肪胺的命名： 普通命名法：适用于简单胺，以胺为母体， 烃基作为取代基，称为“某胺”。
系统命名法：复杂的胺命名则以烃为母 体，氨基为取代基。
(2)芳香胺的命名： 以芳香胺为母体，脂肪烃基为取代基， 并在脂肪烃基名称前标上“N”，表示此 烃基是直接连在氮原子上的。
（二）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
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
重氮盐与酚类的偶联反应在弱碱性溶液中进 行最快。因为酚在弱碱性溶液中转变成芳氧 负离子 Ar-O- ，O- 使芳环电子云密度增高， 有利于重氮正离子对芳环的进攻。
+ N2 Cl +
N(CH3)2
pH(5~7) 0~5 C
0
N
N
N(CH3)2
偶联反应符合定位规则，发生在羟基或氨基 的对位，当对位被占据时则发生在邻位。如 下列各化合物中箭头所示为偶联反应发生的 位置：
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)，呈中性的黄色油状物或固体， 不溶于水溶于有机溶剂。亚硝胺类是强治癌物。
3.叔胺与亚硝酸的反应 脂肪叔胺的氮原子上没有氢，只能和亚 硝酸发生酸碱反应生成亚硝酸盐芳香叔胺与 亚硝酸反应生成C-亚硝基化合物。反应在强 酸条件下进行，实际产物是一个桔黄色的盐， 碱中和后才会显出翠绿色。
第二节 重氮盐的性质 芳香伯胺与亚硝酸在低温下（0～5℃）发生 重氮化反应，生成重氮盐。重氮盐是离子型 化合物，具有盐的性质，易溶于水而不溶于 一般有机溶剂。干燥的重氮盐对于热和震动 都很敏感，制备时一般不从溶液中分去，而 直接用于下步反应。重氮盐的化学性质很活 泼，其主要反应分为两大类
一、取代反应（放氮反应）
3)季铵盐和季铵碱的命名：同无机铵类 化合物
注意1：“氨”、“胺”、“铵”的用法 注意2：季铵盐与铵盐的区分
二 胺的结构
（一）NH3 分子中N原子外层有5个电子，分布在四 个sp3杂化轨道上，其中有三个sp3杂化轨道 被单电子占据，它们与氢形成三条N-Hσ键， 另一个sp3杂化轨道被一对孤对电子占用， 没有成键，NH3分子呈棱锥形。为不等性 杂化
第十三章 胺及生物碱
掌握：胺的结构特点，脂肪胺、芳香胺与 氨的结构比较；胺的碱性以及影响碱性的 因素(电子效应、空间效应)，胺的分类、 命名和物理性质；季铵盐和季铵碱的光学 异构；胺的反应(酰化、磺酰化、与亚硝 酸的反应)；重氮盐的放氮反应和偶联反 应 了解：生物碱的概念和功能；几种毒品的 结构和毒害；生源胺的概念和功能
重氮盐分子中的重氮基 带有正电荷，是 强吸电子基，使C-N键的极性增强，容易 断裂而放出氮气。在不同条件下，重氮基 可以被羟基、卤素、氢原子等取代
重氮盐可被次磷酸还原为肪烃，用此可以起 到占位作用
二、偶联反应 重氮盐中重氮正离子的N与苯环共轭，N 上的正电荷向苯环分散，故重氮正离子是较 弱的亲电试剂，它只能进攻芳胺和酚这样的 活性较高的芳环，发生亲电取代反应，这种 重氮盐与活泼芳香化合物(芳胺或酚类)作用 生成偶氮化合物 重氮盐与芳胺的反应最佳pH为5～7，酸性强 时氨基质子化使芳环上的电子云密度降低， 不利于重氮正离子的进攻
第三节
生物碱（自学）
三、胺的物理性质 沸点：由于形成氢键数目和能力不同，分 子量相近时的沸点顺序为：伯胺>仲胺>叔 胺；醇>胺>烷烃。
溶解度：胺是极性分子，能与水产生氢键 ，因此低级脂肪胺(六个碳原子以下)能溶 于水，高级胺则难溶于水。芳香胺为高沸 点液体或低熔点固体，具有特殊的气味。 一般芳胺较难溶于水。 四、胺的化学性质
仲胺的碱性最强，伯胺和叔胺次之因为N 结合H的能力不仅只由电子效应决定，还 决定于空间效应和溶剂化效应. 2)空间效应 胺的碱性强弱主要表现为带孤对电子的 N与质子结合能力的大小。如果N上连接 的基团越多越大，空间位阻就越大，与质 子的结合就越不易，碱性就越弱。从空间 效应考虑，叔胺位阻最大，其碱性应最小