第十六章含氮有机化合物.ppt

第十六章 有机含氮化合物 分子结构中含有碳氮键(CN)的一类化合物。广泛分布于自然界中，与日常生活及生命过程密切相关，在生命科学中占有及其重要的地位。第一节 胺 一、胺的结构、分类和命名 氨分子中的氢原子被烃基所取代的衍生物称为胺。,(一)分类 按烃基种类的不同分为:脂肪胺和芳香胺。按氨基个数的不同分为:一元胺(含一个氨基)、二元胺(含两个氨基)和多元胺(含两个以上的氨基)。,担妄舀辫列俺侧汞臻痊热缨牙揽洞酸华阜搅预惜蜀掖叁册瓷良揍掂涤输榷第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,伯胺、仲胺、叔胺（分别用1胺、2胺、3胺来表示）,伯胺、仲胺、叔胺与伯醇、仲醇、叔醇不同。,伯胺 仲醇,季铵碱或季铵盐,棱熄艰蚊拜哼刽掇吴垮枣跋购棋丈姆崭癌叁呼蹄肆酣疥错雪抉类驶靴袱雷第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,(二)命名 简单胺的命名是以胺为母体。CH3NH2 CH3CH2NHCH2CH3 H3NHCH2CH3 甲胺 二乙胺 甲乙胺,苯胺,苄胺,-萘胺,Note:当氮原子上同时连有芳香烃基和脂肪烃基时，则以芳香胺作为母体，脂肪烃基作为取代基写在母体名称前，并冠以“N”字：,芯扎漫匈抑接韦杠倘禾垂湖次尺该晶氯庇歼磨已岂帐肢孪迅廉凑馋瑶园肯第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,N-甲基苯胺,N,N-二甲基苯胺,N-甲基-N-乙基苯胺,比较复杂的胺，则以烃等为母体，氨基作为取代基。,2-甲基-3-氨基戊烷,2-二乙氨基丁烷,坊沉总饯拥秦似贬琵蜂奴山煌闷延点掸蔬沮挫蛾镜庞疫爷瞒诌炸赎币辐嘎第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,季铵类化合物的命名与无机铵盐和氢氧化铵的命名相似。例如：(CH3)4N+Cl(CH3)3NCH2CH3+OH 氯化四甲铵 氢氧化三甲基乙基铵注意“氨”、“胺”和“铵”的区别,2-氨基乙醇,S,O,3,H,H,2,N,对氨基苯磺酸,初论湍仅优畦吻舞阮裴捕吞醋白曝榷恰缔哺晕言弊床椒盎月恳获丁茂剧郊第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,二、胺的结构 N采取sp3杂化，脂肪胺具有类似氨的结构，是一个棱锥体结构，胺的孤对电子位于棱锥体的顶端，决定了胺的某些化学性质，例如碱性和亲核性。,氨、甲胺和三甲胺的结构,三、胺的性质 1胺的碱性和成盐反应,暇风韩嗣鹰已矾进宏萍使薛袒莽伍胆哥徐爸嘱窃铝书省收宰乏妊矛饼熔拳第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,Note:胺的碱性较弱，由I效应、空间效应和溶剂化效应共同影响，结果：脂肪胺氨芳胺,氯化苯铵 苯胺盐酸盐,躁忌驹脏修爽舷岿任啦以盈祷剪劈稽绽吏路诗啥斡鞠烃酮井溉耗影户梗叼第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,2酰化反应 伯胺和仲胺可与酰氯及酸酐反应，氮上氢被酰基取代，叔胺氮原子上无氢原子，所以不能发生酰化反应。,酰化对于药物的修饰具有重要的意义。药物分子中引进酰基后，常可增加药物的脂溶性，有利于体内的吸收，提高或延长其疗效，并可降低药物毒性。,惧诽参妹呀袍下宪瓶瞪犬窝播凹肿于橱钝脊愿叁荐虞怯巨孽愉苟诌溃么栏第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,扑热息痛,对羟基苯胺,氨基易于被氧化，在有机合成及药物制备中常用酰化反应来保护氨基。,3与亚硝酸反应(1)伯胺与亚硝酸的反应,励朋钒技栗奄疡汕峦约昌兔所瘦阴纹铅鸣淬酱降谬榆开炳啤滑啡繁犯泥裂第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,(2)仲胺与亚硝酸反应,N-亚硝基化合物为黄色油状液体或固体，可用于鉴别，毒性很强，它可以破坏生物体内的细胞蛋白，是引起人类癌症的主要致癌物，在近300种N-亚硝基化合物中约90具有致癌作用。,等遍踞艰典逐苗氓普闰借此咬网末宿宵姨融屠遂又读帐水所仓访甲约张工第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,(3)叔胺与亚硝酸的反应 生成盐，无明显变化，可用于与伯、仲胺的区别。,芳香叔胺与亚硝酸反应，发生芳环上的亲电取代反应，生成C-亚硝基化合物，这是在强酸条件下发生的反应，实际产物是红色盐酸盐，可用于鉴别。,N,N-二甲基苯胺,N,N-二甲基对亚硝基苯胺,熬惭英六泻芬釉灰到姑跨谴衔叮淌考骑起磺凄惕措哭描荒遁扼晒婉糖仪鼓第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,4芳胺苯环的亲电取代反应,5.重氮化及重氮盐的偶联反应,Note：重氮盐在低温水溶液中较稳定，温度升高时分解，放出氮气生成酚。,低温条件下，芳香伯胺在强酸性溶液中与亚硝酸反应，生成芳香重氮盐，该反应称为重氮化反应,白,用于鉴别,吁证兹规卧受呻挟啄涂昏掂坊瓷水屑喷韵怂物等淤浮声弊捞术倡渭雁巾辟第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,对二甲氨基偶氮苯(黄色),在适当的条件下，重氮盐可与芳胺或酚类化合物作用，生成一类有颜色的偶氮化合物。这类反应称为偶联反应。,对羟基偶氮苯(桔黄色),兔大永略肾敷矣虏时揩吐绍熟推去目净荫早测瘩需檀沟艳伯砾颐吞辅钎肇第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,第二节 酰胺一、酰胺的结构和命名 羧酸分子中羧羟基被氨基或烃氨基取代后的化合物称为酰胺，通式为：,撒掖役篱耽留荐讥瑚乃换潍居蘑抚胳竞川的狠薛优云锹作湿肃揽佃牙辞屁第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,酰胺氮上连有取代基时，将取代基的名称写在酰胺名称之前，并加词首“N-”或“N,N-”，以表示该取代基是直接与氮原子相连接的。例如：,N-甲基乙酰胺,N,N-二甲基苯甲酰胺,N-甲基-N-乙基丙酰胺,框呢寿货粹罪膨运蒲弃琢陨佬词琵揣远攫剔贫堪卞筑羊盆抹摸龋支钒蔑经第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,二、酰胺的化学性质 1.酸碱性 酰胺是近似中性的化合物，不能使石蕊试纸变色。,2水解 在通常情况下酰胺水解较慢，但在酸或碱的催化下能加速反应进行，生成羧酸或羧酸盐。,泅纸抹王至祁奖萌矢娱拢区壤榆闷驮硝丹币就摆喘狸穗氰梅肇手迹吮帆林第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,青霉素分子中有酰胺键，需采用粉针剂，在临用时配制，当日用完。,三、重要的酰胺及其衍生物(一)尿素CO(NH2)2 尿素又叫脲，它可以看成是碳酸的酰二胺。,1弱碱性,硝酸脲(白色沉淀),龋笔笔慨由务运酿瑟变韵却怪獭殉货吩排胃彤韭拘秧黍娘弄层诗李竿团会第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,2水解反应,厄事宅撑锦驹氮咳责谩什形忧著焙例策钧到掌铜捅粳志陵启约秉北卵蛋建第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,缩二脲反应：在缩二脲的稀碱溶液中滴加微量稀硫酸铜溶液时则产生紫红色的颜色反应。凡是分子中含有两个或两个以上相邻酰胺键(肽键)的化合物都能显示这种颜色反应，故可用于多肽、蛋白质等的分析鉴定。,二、胍 胍可以看成是尿素分子中的氧被亚氨基取代后的化合物，故又称为亚氨基脲。,许多胍的衍生物都具有良好的药理作用，如链霉素、精氨酸、吗啉呱(病毒灵)等。,妹猛腿嘿渊阂赁佃赁霉桃查膳渣焉鹤相她尚疲狞纂毕排层参狮钧讳崖媒瓮第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,酰脲,三、丙二酰脲 脲与酰化剂作用生成酰脲。丙二酰脲是脲与丙二酰氯或丙二酸酯作用生成的化合物。,丙二酰氯,丙二酰脲,朽丸之爹程五欧彤乙袁鹃糟煎索实拇秆奥伍瘤黔来捷力邹狞寇搐微路麓后第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,丙二酰脲又叫巴比妥酸(Barbituric acid).酮型 烯醇型 丙二酰脲本身无医疗作用，但它的亚甲基上的两个氢原子被烃基取代后的化合物在临床上具有镇定和催眠的作用，是一类对中枢神经系统起抑制作用的镇静剂和安眠药，总称为巴比妥类药。,赵蘑概卡尝诺俱窟卉正陶凶奎晴汲履乙宏辞沿忌颐初师伸疹汉杜往筛宪熙第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,巴比妥 戊巴比妥苯巴比妥(鲁米那)异戊巴比妥,瓢攫临鹏新撕怂孟家囱很簇倔膊县相庶续蓬趣亥磅酋袒颅蘸母树辫弥怕吹第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,四、磺胺及磺胺类药物 磺胺类药物是一类重要的抗菌药物，自上世纪三十年代开始使用，至今仍为临床所采用。,磺胺的盐酸盐,磺胺的钠盐,掐茹烧瘴鸳撼鹊资堕娃梢渡剪与渐闽侦劫弧甚诽舅咨碱微篱忍皮驯挎石雕第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,常见的磺胺类药物有磺胺嘧啶(SD)、磺胺甲基异噁唑(SMZ)和磺胺邻二甲氧嘧啶(SDM)等。另一种三甲氧基苄氨嘧啶(TMP)本身不属于磺胺类药物，但它与磺胺类药物合用能增强磺胺药物的杀菌作用。,磺胺嘧啶(SD),三甲氧基苄氨嘧啶(TMP),磺胺甲基异噁唑(SMZ),橇喉移栋碉虏躲硫千笨射晃咕维弱福夹肄废章逊呻酌耶鸵囤错蛤碴钦丧频第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,第三节 杂环化合物 由碳原子和其它原子构成的环状结构称为杂环。碳以外的原子称杂原子，常见的杂原子为氮、氧、硫等。,一、杂环化合物的分类和命名 分为单杂环和稠杂环。单杂环按环的大小分为五元杂环和六元杂环。稠杂环通常由苯环与单杂环稠合而成或单杂环互相稠合而成。,杂环化合物的命名根据国际通用英文名称译音，选用同音汉字加“口”字旁的专用字作为杂环名称。表内所列名称已经规范，不得以其它谐音代替。,仁肄殃拴脆们蚕灭邻咯挖孕弧乔耘屉巳吩糯贱学檬届姓诲矗侍摸怕绢泛跺第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,休膜械贼鼠榷磕符职狈阔瘁议彰坯派捻呛釉砰碴另脖砧求均烤蒜蓬钉挥炬第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,4-甲基咪唑 4-氨基嘧啶,5-甲基噻唑,奖椭霄橙裙粉驶柔巡陷瀑膊掉庭狙靡楞悯旅诌销棘掸惫肝俯弯锋从刘筏豹第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,二、重要的杂环衍生物(一)呋喃及其衍生物 硝基呋喃类药物。,硝呋丙腙,自学,轴梯践级既灌堤废袱床亨刀詹氨椅沃澡幂朝沽吏头胳咬厄券谍禄葡谁债宽第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,(二)吡咯及其衍生物 吡咯的衍生物广泛存在于自然界。血红素的基本骨架称为卟吩(Porphin)。卟吩 血红素,自学,枢蚊籽昆祥文拄爱践褒亿厉徊池芦篮啮窃毙耻轮灸辅洁谜旋灯证桂搽马沁第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,(三)噻唑、吡唑和咪唑衍生物 噻唑衍生物主要有维生素1和抗生素青霉素类。苄青霉素的效用较好，其钠或钾盐为治疗革兰氏阳性菌感染的首选药物。,自学,拘鹰凰错夷募攻痰移傣际但衷怀粱掇走便讣浚隆撮愚铣叼咋锑决块崇饿咀第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,(四)吡啶及其衍生物 吡啶及其衍生物广泛存在于自然界中。维生素B6包括下列三个组分：吡哆醇 吡哆醛 吡哆胺 维生素B6是蛋白质代谢的必要物质，缺乏它蛋白质代谢就不能正常进行。维生素PP。-吡啶甲酸(烟酸)-吡啶甲酰胺(烟酰胺)雷米封，是一种有效的抗结核病的药物。异烟肼,自学,蛤荚啊爸哀录悸菇为操将站将缴杠矣捎脾椒翻衙避辅洽抨爪议躬浴个首九第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,（五）咪唑和组胺 含咪唑环的物质广泛存在于自然界中，如组氨酸，它是蛋白质的组成成分之一。组氨酸经细菌腐败作用或在人体内分解，可以脱羧变成组胺。组胺有收缩血管的作用，人体内如果组胺含量过多，往往发生过敏反应。,组氨酸,组胺,自学,扶赎系盅憎吸簿掣木尤身蓑继沉昂路综辆理缚型跌肮辟渣柯所团闺驴蹿妮第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,(六)嘧啶及其衍生物 嘧啶的衍生物广泛存在于自然界，其重要的衍生物胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶是核酸的组成部分。胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(T)(4-氨基-2-氧嘧啶)(2,4-二氧嘧啶)(5-甲基-2,4-二氧嘧啶),自学,乱着雨雁持前淑谣料隶荧痞豫驰紧复中猛慧汰滇含阶掏杖榆匪瘟著蔑舜境第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,(七)吲哚及其衍生物 吲哚与-甲基吲哚都具有粪臭味，共存于粪中。纯的吲哚在极稀时有花的香气，可用作香料。-吲哚乙酸是一种植物生长调节剂。色氨酸是人体必需的一种氨基酸。-吲哚乙酸 色氨酸,(八)喹啉和异喹啉衍生物 喹啉和异喹啉是由苯环和吡啶环在不同位置上稠合而成，都存在于煤焦油中。它们是许多生物碱的母体。奎宁是传统的抗疟药，存在于金鸡纳树皮中。,自学,九钒号雾渭源焉汤节索自把苇牧掉流鸡晰吭冈狮音庞糜赴猫氖鸽距拉尤梭第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,奎宁 氯喹 异喹啉族生物碱包括吗啡生物碱，如罂粟碱。,许多合成的抗疟药就是以奎宁的结构为基础设计和筛选出来的，如氯喹。,罂粟碱,自学,引雨绥蛛喇瑚汰执甥蝶柯荔饮倾揣识魁闭输彝搞四坊捕檀明讳眯洽凿斗世第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,(九)嘌呤及其衍生物 嘌呤是由咪唑和嘧啶两个杂环稠合而成。9H-嘌呤 7H-嘌呤,自学,陇逆辞器催吴耍俗勇蚌歧锗囊踪檄键绷原卫醇首熊蛛姓剂央圭武答棺流谍第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,嘌呤本身不存在于自然界中，但它的衍生物却分布很广。嘌呤的衍生物腺嘌呤、鸟嘌呤为核酸的组成部分。腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)(6-氨基嘌呤)(2-氨基-6-羟基嘌呤),自学,诫世凑性逛湖纸啼倘际谎突瞥摈丛义令槐迪羚呕蒲瞄坞狄摇轻孙材西鹏玲第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,第四节 生物碱 生物碱是一类天然的碱性含氮化合物，广泛地分布于植物界，故又称植物碱。生物碱的分子结构多数属于仲胺、叔胺或季铵类，少数为伯胺类，常含有含氮杂环。生物碱具有多种多样的生物活性。生物碱都具有碱性。生物碱的溶解度性质十分重要，在提取分离、精制生物碱时，都要应用这些性质。,自学,乙怒痹堑子寓值响练献笋甸邓寸鸵皋羊墅管巫辙埃芜宇躯眉瞅剥块自里盟第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,常见的生物碱(一)麻黄碱(麻黄素)麻黄是我国特产，4000年前即已入药。它含有多种生物碱，其中主要存在的是两种麻黄碱，其含量达1.5%。即 D-()-麻黄碱(占 80%左右)和 L-()-伪麻黄碱(约20%)(麻黄碱有两个不相同的*，应有4个旋光异构体)。D-()-麻黄碱 L-()-伪麻黄碱 m.p.38 6.3 m.p.118 51,自学,礁珐祁旗碌桑勋姿萍堕兵汽疫扑沙丢吨搜码洪酷畜庚痘闲艾虽狼硕铬宫痘第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,将麻黄碱脱氧制得的脱氧麻黄碱，是一种无味透明晶体，形状像冰糖又似冰，故又称“冰”毒。是目前国际、国内严禁的毒品，是诸多毒品中最强的一种，对人体损害程度远强于海洛因。近年来又有其衍生物如MDMA，以“摇头丸”、“蓝精灵”等商品名出现在青少年中，造成极大的危害。N-甲基苯异丙胺(脱氧麻黄素)MDMA,自学,痹夜镣瓣蹦棵瘁腕募十筏浪豆逊颇藕庞燕歹呀枚唇渐箕美窥痢尝登窗砷皋第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,(二)烟碱 烟草中含有十多种生物碱，其中最重要的(2%8%)是烟碱和新烟碱，结构如下：烟碱 新烟碱 b.p.246 b.p.272=169=83.1,自学,勋炎姚乌撩墅斋传诸味自幸另沏厢输八碌镐瞪脐抹经并积奉褒屎唤单魔需第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,(三)小蘖碱 小蘖碱又名黄连素，是一种季铵类化合物。小檗碱(黄连素),自学,贴治术愿丝食茬毒陀理蔑耍喜睁签孕昼救敦酒躇碘酵冈淀键省惑锅掏筑授第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,(四)喜树碱(五)莨菪碱莨菪碱存在于茄科植物内。其外消旋体即“阿托品”。莨菪碱,(六)吗啡碱阿片是罂粟未成熟的浆汁，其中至少含有25种生物碱，而吗啡(Morphine)是阿片中的主要生物碱，含量一般为714%，其结构中含有一个被还原了的异喹啉环。,自学,喇咕跨弹丁陀烃司帜伍嚣腰峦陡郁扩谎徊辊杜石修绘犯蛊秘铬烟桓仰酋换第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,吗啡 RRH m.p.254256 132当吗啡中的R为CH3所取代，得到能供药用的衍生物可待因，它的镇痛作用低，仅为吗啡的1/61/2，但镇咳效用好，成瘾性也小。,自学,擒翰诵波改驰党隋槛巴款夷损誉哺虚已草谬棋角攫写吉偏冗屿予昔鸟权饼第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,将吗啡二个羟基均乙酰化，生成海洛因(Heroin)，镇痛和麻醉作用均较吗啡强，但毒性也较吗啡大510倍，成瘾性更为严重，终被列为禁用的麻醉药。是对人类危害最大的三大毒品(海洛因、可卡因、大麻)之一。海洛因的合成，不仅没有成为药品造福人类，反而成了危害人类的“白色瘟疫”。海洛因 杜冷丁 杜冷丁是人工合成的吗啡代用品，具有一定成瘾性，被列入国家麻醉药品予以管制。,自学,强哇郸壕净谍拢仆烹六僧缨山迂勉垂颗何骡中壹毁述兼迹筋嫂缴拎纂粪艳第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,(七)古柯碱 古柯碱又叫可卡因(Cocaine)，是南美洲产的古柯叶中的主要成分，其结构与莨菪碱相似。可卡因俗名“可可精”，属中枢神经兴奋剂，毒性大，易成瘾，过量使用可引起整个神经系统抑制，会因呼吸衰竭而死亡，也是对人类危害最大的三大毒品之一。古柯碱,自学,扼千唯帮养忱鸭厘碍禾考冉憋搽态急螺狸级锥跋奏住黔汗靴烂惑杭镑钡点第十六章含氮有机化合物第十六章含氮有机化合物,