第八章胺 課件-《有機化學》同步教學（北京出版社）

胺第八章1.掌握胺、季銨鹽和季銨堿的結構特征和命名；2.掌握胺的主要化學性質，理解不同胺類的堿性強弱規律；3.了解常見的胺及其衍生物。學習目標胺類與醫藥許多胺類化合物在醫藥上具有重要作用。如磺胺類是重要的抗菌藥物，對葡萄球菌及鏈球菌有抑制作用。經研究證實，對氨基苯磺酰胺是這類藥物發揮抗菌作用的基本結構。局部麻醉作用的藥物普魯卡因也具有胺的結構。有些芳香族胺（如對苯二胺）、亞硝基胺類化合物可引起生物多種器官和組織的腫瘤，對人體產生危害。【走進醫藥】課堂活動一你能準確讀出這三個字的讀音“氨”“胺”“銨”嗎？這三類物質在結構上有何不同？1.胺的結構胺可看作氨（NH3）分子中氫原子被烴基取代后的衍生物。2.胺的分類（1）根據氮原子所連烴基的種類不同，可將胺分為脂肪胺和芳香胺。（2）根據分子中氨基的數目，可分為一元胺和多元胺。（3）根據氮原子上所連烴基的數目不同，可分為伯胺（1?胺）、仲胺（2?胺）和叔胺（3?胺）。胺的分類和醇的分類的區別：胺分類中的“伯、仲、叔”對應于氮原子連接的烴基數目，而醇分類中的“伯、仲、叔”則對應于羥基連接的碳原子種類“伯碳、仲碳、叔碳”一、胺的結構與分類（4）氮原子上連有4個烴基的化合物稱為季銨化合物。季銨化合物可分為季銨鹽和溶劑。季銨堿是強堿，其堿性與氫氧化鈉相近。季銨堿。季銨鹽和季銨堿都是離子型化合物，為結晶性固體，易溶于水，不溶于非極性溶劑。季銨堿是強堿，其堿性與氫氧化鈉相近。結構通式為：分子中的四個烴基可以相同，也可以不同。陰離子可以是鹵素離子，也可以是其他酸根離子。一、胺的結構與分類課堂活動二討論叔丁醇和叔丁胺都具有叔丁基，叔丁醇屬叔醇，那么叔丁胺也是屬于叔胺，此說法是否正確。二、胺的命名1.簡單伯胺命名時，以胺為母體，根據烴基的名稱稱為某胺。2.烴基相同的仲胺和叔胺，稱為二某胺或三某胺。3.烴基不同的脂肪族仲胺和叔胺，命名時將簡單烴基的數目和名稱寫在前面，復雜烴基的數目和名稱寫在后面。6.多元胺的命名與多元醇的命名相似。5.對于烴基復雜的胺，命名時與烴基復雜的醚相似，可以將烴作為母體，氨基作為取代基。4.當芳香胺的氮原子上連有脂肪烴基時，以芳香胺為母體，脂肪烴基為取代基，取代基的位置用“N-”標記。7.季銨鹽、季銨堿的命名類似于無機銨鹽和無機堿。將陰離子和烴基名稱放在“銨”字之前。課堂活動三命名下列化合物或寫出結構式：低級脂肪胺中的甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺在常溫下均為無色氣體，丙胺至十二胺為易揮發的液體，十二胺以上為固體。低級胺能溶于水，有難聞的氣味，如三甲胺有魚腥味，丁二胺（腐胺）和戊二胺（尸胺）有動物尸體腐敗后的氣味。部分低級脂肪胺有魚腥味，高級胺一般沒有氣味。芳香胺是無色液體或固體，有劇毒，與皮膚接觸或吸入蒸氣都能引起嚴重中毒，使用時應特別注意安全。胺是極性分子，能與水形成氫鍵，因此低級胺易溶于水，溶解度隨相對分子質量的增大而降低。（一）胺的物理性質三、胺的性質1.堿性與氨相似，胺分子中氮原子能接受質子，因此胺具有堿性。2.酰化反應胺的酰化反應是指胺分子中氮上的氫原子，被酰基（RCO—）取代生成酰胺的反應。3.與亞硝酸反應亞硝酸不穩定，實驗室中一般使用亞硝酸鈉與鹽酸的混合物。4.氧化反應胺具有還原性，尤其是芳香胺更易被氧化。5.芳環上的取代反應芳香胺的氮原子上未共用電子對與苯環發生共軛效應，使苯環電子云密度增加，所以芳胺更易發生親電取代反應，且將其他基團引入到其鄰、對位。（二）胺的化學性質（二）胺的化學性質1.堿性（1）堿性的強弱比較：脂肪胺中，由于胺所連的烷基是供電子基，使氮原子上的電子云密度增加，接受H+的能力增強，從而堿性增強，故脂肪胺的堿性略強于氨。芳香胺中，由于苯環與氨基氮原子形成共軛效應，使氮原子電子云密度降低，同時苯環位阻妨礙氮原子接受H+，此時電子效應和空間效應兩種作用都使H+難與氮原子結合，所以芳香胺的堿性顯著弱于氨。經大量的實驗可知，胺類的堿性強弱順序為：脂肪仲胺＞脂肪伯胺＞脂肪叔胺＞氨＞芳香胺（2）與酸反應生成鹽：胺屬于弱堿，與酸反應生成鹽。胺的鹽是結晶固體，易溶于水而不溶于非極性溶劑，銨鹽屬于強酸弱堿鹽，其水溶液呈酸性，遇強堿又能游離出胺來。課堂活動四為什么脂肪胺的堿性比氨強，而芳香胺的堿性比氨弱？請比較下列各組胺的堿性強弱：1.苯胺、二苯胺和三苯胺2.二甲胺、N-甲基苯胺和二苯胺（二）胺的化學性質2.酰化反應叔胺的氮上因無氫原子，不能發生此反應。酰鹵和酸酐是常用的酰化試劑。大多數胺是液體，經酰化后生成的酰胺均為固體，具有確定的熔點，易水解為原來的胺。因此酰化反應可用于胺類的分離、提純和鑒別。在有機合成上，酰化反應還可用以保護芳環上的氨基。（二）胺的化學性質2.酰化反應伯胺和仲胺也可與苯磺酰氯作用，生成苯磺酰胺，此類反應稱為興斯堡（Hinsberg）反應。叔胺中氮原子上無氫原子，因而無此反應。（二）胺的化學性質2.酰化反應反應在堿性介質中進行時，伯胺反應生成的苯磺酰伯胺，氮上還有一個氫原子，受苯磺酰基的強吸電子誘導效應的影響顯示弱酸性，可溶于堿性溶液。而苯磺酰仲胺的氮原子上沒有氫原子，不能溶于堿性溶液。（二）胺的化學性質3.與亞硝酸反應亞硝酸不穩定，實驗室中一般使用亞硝酸鈉與鹽酸的混合物。（１）伯胺與亞硝酸的反應：脂肪伯胺與亞硝酸反應生成醇，并定量放出氮氣。可用于測定氨基的含量。芳香伯胺與亞硝酸在過量無機酸和低溫下變為芳香重氮鹽，此反應稱重氮化反應。重氮鹽不穩定，如果溫度略高，重氮鹽即分解成酚和氮氣，結果與脂肪伯胺相似。（二）胺的化學性質3.與亞硝酸反應（2）仲胺與亞硝酸的反應：脂肪仲胺或芳香仲胺與亞硝酸反應生成N-亞硝基化合物，為黃色油狀物。（3）叔胺與亞硝酸的反應：脂肪叔胺氮原子上沒有氫原子，不能亞硝基化，只能形成不穩定的亞硝酸鹽。芳香叔胺與亞硝酸作用，在對位上引入亞硝基，如對位被其他基團占據，則亞硝基將在鄰位上取代。（二）胺的化學性質3.與亞硝酸反應亞硝基芳香叔胺在堿性溶液中呈翠綠色，在酸性溶液中由于互變成醌式鹽而呈橘黃色。可利用胺類與亞硝酸的反應鑒別伯胺、仲胺、叔胺。（二）胺的化學性質4.氧化反應胺具有還原性，尤其是芳香胺更易被氧化。如純凈的苯胺是無色透明液體，但在空氣中放置后，逐漸變為紅色至紅棕色，這是因為芳香胺被氧化產生醌類、偶氮化合物等有色物質，從而顯色。用重鉻酸鉀硫酸溶液可將苯胺氧化為對苯醌。（二）胺的化學性質5.芳環上的取代反應（1）鹵代反應：苯胺與鹵素（Cl2、Br2）能迅速反應。如苯胺與溴水作用，立即生成2,4,6-三溴苯胺白色沉淀。此反應可用于苯胺的定性、定量分析。課堂活動五苯胺和苯酚性質相似，都易被氧化，都能迅速與溴水反應，生成白色沉淀。應如何用化學方法區別苯胺和苯酚？（二）胺的化學性質5.芳環上的取代反應（2）硝化反應：在芳香胺的硝化反應中，若用濃硝酸作為硝化試劑，由于濃硝酸的氧化能力很強，能氧化氨基，所以芳香胺的硝化反應不能直接進行，而應先“保護氨基”。如要得到對硝基苯胺，可先將苯胺酰化，然后硝化，再水解除去酰基，最后得到對硝基苯胺。（二）胺的化學性質5.芳環上的取代反應（3）磺化反應：苯胺與濃硫酸作用，首先生成苯胺硫酸鹽，該鹽在高溫（200℃）下加熱脫水并重排，最后生成對氨基苯磺酸。對氨基苯磺酸俗稱磺酸胺，是制備磺胺類藥物的原料。四、重要的胺及其衍生物1.乙二胺（H2N－CH2CH2－NH2）乙二胺是最簡單的二元胺，為無色黏稠液體，易溶于水，是有機合成原料，常用于藥物的合成和制作乳化劑。乙二胺與氯乙酸作用可制得乙二胺四乙酸（簡稱EDTA），其二鈉鹽在分析化學中常用作金屬螯合劑，也是重金屬中毒的解毒藥。乙二胺四乙酸的結構式為：四、重要的胺及其衍生物2.苯胺（C6H5－NH2）苯胺存在于煤焦油中，為無色油狀液體，具有特殊氣味，微溶于水。苯胺具有毒性，能通過皮膚或吸入其蒸氣使人中毒，若空氣中苯胺的濃度達到萬分之一時，幾小時后就會出現中毒癥狀，使人頭暈，皮膚蒼白，全身無力。這是因為苯胺可將血紅蛋白氧化為高鐵血紅蛋白，使其失去攜氧功能，因而引起缺氧和抑制中樞神經系統。苯胺還是合成藥物和染料的重要有機原料，工業上苯胺主要由硝基苯還原制得。四、重要的胺及其衍生物3.新潔爾滅新潔爾滅（苯扎溴銨，化學名稱為溴化二甲基十二烷基芐基銨）的結構式為：新潔爾