第十二章含氮有机化合物精选文档.ppt

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1、第十二章含氮有机化第十二章含氮有机化合物合物本讲稿第一页,共六十一页学习目标学习目标 熟悉胺、酰胺的结构和命名 掌握胺、酰胺的性质,知道重要的胺和酰胺及它们的衍生物的理化性质 了解杂环化合物的分类和生物碱的一般性质 熟悉杂环化合物的命名、重要的杂环化合物及重要的生物碱本讲稿第二页,共六十一页第一节第一节 胺胺一、胺的结构、分类和命名(一)结构 胺可以看作是氨的衍生物(胺可以看作是氨的衍生物(RNHRNH2 2 、R R2 2NHNH、R R3 3N N)本讲稿第三页,共六十一页(二)胺的分类1.根据胺分子中氮原子直接相连的烃基种类不同,可分为脂肪胺和芳香胺。脂肪胺 芳香胺本讲稿第四页,共六十一

2、页伯胺 CH3CH2NH2CH3-NH-CH2CH3(CH3CH2CH2)3N仲胺 叔胺 2.根据与氮原子相连的烃基数目不同,胺可分为为伯胺(1胺)、仲胺(2胺)和叔胺(3胺)本讲稿第五页,共六十一页季铵碱季铵盐本讲稿第六页,共六十一页(三)胺的命名 1.简单胺的命名是根据氮原子上所连的烃基名称来命名,当氮原子上所连的烃基相同时,用中文数字 “二、三”表示相同的烃基数目。若烃基不同时,则按基团由小到大的顺序写出。例如:丙胺二乙胺甲乙丙胺本讲稿第七页,共六十一页2对于氮原子上连接有脂肪烃基的芳香仲胺和叔胺,常在脂肪烃基之前冠以“N-”或“N,N-”字:N-N-甲基苯胺甲基苯胺 N N,N-N-二

3、甲基苯胺二甲基苯胺 本讲稿第八页,共六十一页3对于比较复杂的胺,常以烃为母体,把氨基作为取代基来命名。例如:2-甲基-4-氨基庚烷 3-甲氨基己烷本讲稿第九页,共六十一页4.季铵盐、季铵碱可看作是铵的衍生物来命名。NH4OH (CH3)4N+OH-(CH3)3N+(C2H5)OHNH4Cl (C2H5)4N+Cl-(CH3)3N+(C2H5)Cl-氢氧化铵 氢氧化四甲铵 氢氧化三甲基乙基铵 氯化铵 氯化四乙铵 氯化三甲基乙基铵本讲稿第十页,共六十一页二、化学性质氯化甲铵(或甲胺盐酸盐)氯化甲铵(或甲胺盐酸盐)氯化苯铵氯化苯铵(一)碱性本讲稿第十一页,共六十一页 (二)酰化反应 伯胺和仲胺都能与

4、酰氯或酸酐反应,反应时胺分子中氨基上的氢原子被酰基取代而生成酰胺。本讲稿第十二页,共六十一页三、重要的胺及胺的衍生物(一)苯胺 苯胺为无色油状液体,有刺激性气味,沸点184。微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。苯胺有毒。本讲稿第十三页,共六十一页(二)新洁尔灭 新洁尔灭化学名为溴化二甲基十二烷基苄铵。常温下为黄色胶状体,吸湿性强,易溶于水和乙醇,芳香,味极苦。医药上常以0.1的溶液用于皮肤和外科器械消毒。本讲稿第十四页,共六十一页(三)胆碱和乙酰胆碱 胆碱广泛分布于生物体内,是卵磷脂的组成部分,在脑组织和蛋黄中含量较高。胆碱有抗脂肪肝作用。本讲稿第十五页,共六十一页 乙酰胆碱是一种神经递质,

5、能特异性地作用于各类胆碱受体,兴奋受体而引起多种生理效应。本讲稿第十六页,共六十一页(四)肾上腺素和去甲肾上腺素 肾上腺素和去甲肾上腺素是肾上腺髓质分泌的激素。人工合成的肾上腺素为白色结晶性粉末,无臭,味苦,极微溶于水。肾上腺素分子中有酚羟基和甲氨基,具酸碱两性;具有邻苯二酚结构,遇光和空气易氧化变质。肾上腺素 去甲肾上腺素 本讲稿第十七页,共六十一页第二节 酰胺一、酰胺的结构与命名(一)酰胺的结构酰胺可以看作是羧酸中的羟基被氨基(-NH2)或烃氨基(-NHR、-NR2)取代后的化合物。也可以认为是氨(NH3)或胺(RNH2、R2NH)分子中氮原子上的氢原子被酰基取代后的产物。通式为:式中R、

6、R、R可以相同,也可以不同。本讲稿第十八页,共六十一页 (二)命名1简单的酰胺是在酰基名称后加上“胺或某胺”。例如乙酰胺 苯甲酰胺 乙酰苯胺本讲稿第十九页,共六十一页2.若酰胺氮原子连有取代基,在取代基名称前加字母“N”,表示取代基连在氮原子上。例如:N-N-甲基乙酰胺甲基乙酰胺 N,N-N,N-二甲基乙酰胺二甲基乙酰胺本讲稿第二十页,共六十一页二、酰胺的化学性质(一)酸碱性酰胺具有弱酸性,能与强碱的水溶液生成盐。本讲稿第二十一页,共六十一页(二)水解反应酰胺在酸、碱或酶的作用下,可发生水解反应。本讲稿第二十二页,共六十一页三、重要的酰胺及其衍生物(一)尿素尿素简称脲,白色结晶,熔点为133,

7、易溶于水和乙醇。本讲稿第二十三页,共六十一页1.弱碱性尿素分子中含有两个氨基,呈弱碱性,可与强酸生成盐。硝酸脲本讲稿第二十四页,共六十一页2水解反应 脲在酸或碱的催化下,加热时发生水解;在脲酶作用下,水解反应在常温下就能进行。本讲稿第二十五页,共六十一页3与亚硝酸反应 脲能与亚硝酸反应,生成氮气、二氧化碳和水本讲稿第二十六页,共六十一页4缩二脲的生成及缩二脲反应本讲稿第二十七页,共六十一页 缩二脲难溶于水,能溶于碱溶液中。在缩二脲的碱性溶液中,滴入少量稀的硫酸铜溶液,溶液呈现出紫红色,这个反应称为缩缩二二脲脲反反应应。凡是分子中含有两个或两个以上酰胺键的化合物(如多肽、蛋白质等)都能发生缩二脲

8、反应。本讲稿第二十八页,共六十一页(二)丙二酰脲本讲稿第二十九页,共六十一页巴比妥 苯巴比妥 异戊巴比妥本讲稿第三十页,共六十一页(三)胍 脲分子中的氧原子被亚氨基()取代后的化合物称为胍,又称为亚氨基脲。胍分子中去掉1个氨基氢原子称为胍基,去掉1个氨基称为脒基。胍 胍基 脒基 本讲稿第三十一页,共六十一页盐酸二甲双胍 本讲稿第三十二页,共六十一页第三节 含氮杂环化合物 具有环状结构,且成环的原子除碳原子外,还含有其它元素原子的化合物,称为杂环化合物。环中除碳原子外的其它元素的原子称为杂原子。最常见的杂原子是氧、硫、氮等。本讲稿第三十三页,共六十一页一、杂环化合物的分类、命名(一)分类本讲稿第

9、三十四页,共六十一页1.五元杂环本讲稿第三十五页,共六十一页2.六元杂环本讲稿第三十六页,共六十一页3.稠杂环本讲稿第三十七页,共六十一页(二)命名 杂环化合物的命名,目前已经统一采用“音译法”,即把杂环化合物的英文名称的汉字译音,加上“口”字偏旁表示。例如:呋喃 噻吩 吡咯 咪唑 吡唑 噻唑 本讲稿第三十八页,共六十一页 吡啶 嘧啶 吡嗪 吡喃本讲稿第三十九页,共六十一页 嘌呤 吩噻嗪 吖啶 喹啉 异喹啉 吲哚 本讲稿第四十页,共六十一页二、重要的杂环化合物(一)吡咯 吡咯存在于煤焦油中,为无色液体,沸点131,不溶于水,溶于有机溶剂。吡咯的衍生物广泛存在于自然界,如血红素:本讲稿第四十一页

10、,共六十一页(二)噻唑 噻唑是无色有臭味的液体,沸点117,与水混溶。许多重要的药物如维生素B1、青霉素G等都含有噻唑环。青霉素G本讲稿第四十二页,共六十一页本讲稿第四十三页,共六十一页(三)咪唑 咪唑是无色晶体,熔点9091,易溶于水和乙醇,具有碱性,能与强酸生成稳定的盐。含咪唑环的药物如抗真菌药克霉唑,抗阿米巴药、抗滴虫药、抗厌氧菌药甲硝唑等。克霉唑 甲硝唑 本讲稿第四十四页,共六十一页(四)吡啶 吡啶为无色液体,沸点为115,有恶臭,有毒,能与水、乙醇、乙醚等混溶。吡啶的重要衍生物维生素PP,包括烟酸和烟酰胺。3-吡啶甲酸(烟酸)3-吡啶甲酰胺(烟酰胺)4-吡啶甲酰肼(异烟肼)本讲稿第四

11、十五页,共六十一页(五)嘧啶 嘧啶是无色结晶,熔点为22,易溶于水,有弱碱性。嘧啶的衍生物广泛存在于自然界,如构成核酸的碱基尿嘧啶、胞嘧啶和胸腺嘧啶含有嘧啶环。尿嘧啶 胞嘧啶 胸腺嘧啶 本讲稿第四十六页,共六十一页 合成药物磺胺嘧啶及磺胺增效剂甲氧苄啶也含有嘧啶环。磺胺嘧啶 甲氧苄啶本讲稿第四十七页,共六十一页 (六)嘌呤 嘌呤为无色晶体,熔点216217,易溶于水,可与强酸或强碱成盐。嘌呤本身并不存在于自然界,但它的衍生物广泛存在于动植物体中。腺嘌呤 鸟嘌呤本讲稿第四十八页,共六十一页 黄嘌呤 尿酸本讲稿第四十九页,共六十一页第四节第四节 生物碱及其临床应用生物碱及其临床应用 生物碱是一类存

12、在于生物体内,对人和动物具有明显生理作用的含氮碱性有机化合物。大多数生物碱含有氮杂环,也有少数非杂环的生物碱 本讲稿第五十页,共六十一页一、生物碱的概述(一)物理性质 绝大多数生物碱是无色或白色的结晶性固体,只有少数是液体或有颜色。如烟碱为液体,小檗碱呈黄色。生物碱一般有苦味。多数生物碱难溶或不溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。多数生物碱具有旋光性,多为左旋体。本讲稿第五十一页,共六十一页(二)沉淀反应 大多数生物碱遇碘化汞钾(K2HI4)、磷钨酸钠(H3PO412WO3)等生物碱沉淀剂作用生成有色沉淀,如碘化汞钾试剂在酸性溶液中与生物碱反应生成白色或淡黄色沉淀,硅钨酸试剂在酸性溶液中与生物

13、碱反应生成灰白色沉淀。本讲稿第五十二页,共六十一页(三)显色反应 一般生物碱都能与一些试剂反应而产生不同的颜色,这些试剂被称为生物显色剂,如甲醛硫酸溶液。吗啡遇甲醛硫酸溶液作用呈紫色,可待因与甲醛硫酸溶液作用呈蓝色,利用这些颜色反应可鉴别生物碱。本讲稿第五十三页,共六十一页(四)碱性 大多数的生物碱有碱性,能与酸成盐。临床上利用这一性质将生物碱药物制成易溶于水的盐使用,如盐酸吗啡。生物碱的盐遇强碱,生物碱则从它的盐中游离出来,利用这一性质可提取或精制生物碱。(难溶于水)(易溶于水)本讲稿第五十四页,共六十一页二、生物碱(一)烟碱 烟碱又名尼古丁,是一种无色至淡黄色透明油状液体,是烟草中含氮生物

14、碱的主要成分,在烟叶中的含量为1%3%。露置空气中渐变棕色,味辛辣,易溶于水和乙醇等。本讲稿第五十五页,共六十一页(二)莨菪碱 莨菪碱存在于颠茄、莨菪和洋金花等植物中,为白色晶体,味苦。莨菪碱在碱性或加热条件下易消旋,其外消旋体即阿托品,为抗胆碱药。本讲稿第五十六页,共六十一页(三)麻黄碱 麻黄碱是无色晶体,味苦。麻黄碱属于仲胺,具碱性,能与酸成盐,临床上用的是它的盐酸盐。麻黄碱具有平喘、止咳、发汗等作用。本讲稿第五十七页,共六十一页(四)吗啡碱 白色针状结晶或结晶性粉末,熔点254256,有苦味,遇光易变质,溶于水,略溶于乙醇。本讲稿第五十八页,共六十一页(五)小檗碱(黄连素)黄色针状晶体;熔点145;溶于水,难溶于苯、乙醚和氯仿。味极苦,具有抗菌、消炎作用。本讲稿第五十九页,共六十一页学习结束!本讲稿第六十页,共六十一页本讲稿第六十一页,共六十一页

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