医学胺和生物碱讲座PPT.pptx

单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2018/10/24,#,单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2018/10/24,#,单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2018/10/24,#,胺和生物碱专题讲座,作者,:,杨小钢,单位,:,武汉大学,第十三章,胺和生物碱,第一节 胺,第二节 重氮盐和偶氮化合物,第三节 生物碱,重点难点,熟悉,了解,掌握,胺的命名、结构和化学性质,；,胺的碱性及其影响因素；芳香,重氮化合物,的,化学性质；生物碱,的,通性。,胺的分类、不同类型胺的鉴别,；酰基化反应、芳香重氮盐在有机合成上的应用。,胺的物理性质；,芳香重氮盐的结构；生物碱（常见）的结构和生理活性及临床应用。,胺,第一节,有机化学（第,9,版）,一、分类和命名,氨,ammonia,伯胺（,1,）,primary amine,仲胺（,2,）,secondary amine,叔胺（,3,）,tetriary amine,季铵（,4,）,quaternary amine,亚氨基,imono,氨基,amino,次氨基,hypoamino,注意：胺与卤代烃和醇分类的区别,有机化学（第,9,版）,脂肪胺,芳香胺,注意：只有,N,原子直接与芳环相连才属于芳香胺。,一、分类和命名,有机化学（第,9,版）,相应于氢氧化铵和铵盐的四烃基取代物,分别称为季铵碱和季铵盐。如果,+,NH,4,中,4,个,H,原子没有完全被烃基取代，则不属于季铵类化合物，而是胺的盐类。,季铵盐,季铵碱,(,乙酰胆碱,),或写为,氯化乙,铵,或乙,胺,盐酸盐（伯胺的盐）,一、分类和命名,有机化学（第,9,版）,注意,氨、胺、铵,三个字的区别,氨：,ammonia,表示,NH,3,以及由氨衍生的基团。,胺：,amine,表示,NH,3,的烃基衍生物。,铵：,ammonium,表示季铵及氨、胺的盐。,N,与,4,个原子或基团相连，,N,原子带正电荷。,NH,3,氨,氨基,甲氨基,二甲氨基,甲胺,二甲胺,三甲胺,氯化四甲铵,氯化甲铵,氢氧化四甲铵,一、分类和命名,简单胺,有机化学（第,9,版）,以胺为母体，称为“某胺”。若所连烃基不同，“优先基团后列出”。,甲胺,methanamine,二乙胺,diethylamine,甲乙异丙胺,N,-ethyl-,N,-methylpropan-2-amine,(2,S,4,R,)-2,4-,己二胺,(2,S,4,R,)-hexane-2,4-diamine,一、分类和命名,有机化学（第,9,版）,芳香仲胺、叔胺,以苯胺为母体，以“,N,-,”表示烃基连在氮原子上。,N,-,甲基苯胺,N,-methylaniline,N,N,-,二甲基苯胺,N,N,-dimethylaniline,N,-,乙基,-,N,-,丙基环己胺,N,-ethyl-,N,-propylcyclohexanamine,一、分类和命名,复杂胺,有机化学（第,9,版）,将氨基作为取代基，烃或其余结构部分作母体。,(,S,)-,2-,甲基,-4-,氨基戊烷,(,S,)-4-methylpentan-2-amine,4-,二甲氨基苯甲醛,4-(dimethylamino)benzaldehyde,(3,S,6,R,)-3-,氨甲基,-6-,甲氨基辛烷,(2,S,5,R,)-2-ethyl-,N,-methylheptane-1,5-diamine,一、分类和命名,有机化学（第,9,版）,季铵盐、季铵碱和胺的盐类,类似无机铵类化合物,氢氧化三甲基羟乙基铵,(,胆碱,),2-hydroxy-,N,N,N,-trimethylethan-1-aminium hydroxide,氯化铵,ammonium chloride,溴化四乙铵,tetraethylammonium chloride,一、分类和命名,脂肪胺,有机化学（第,9,版）,二、结构,胺与氨的结构相似,，其,N,原子采取,不等性,sp,3,杂化,。未共用电子对占据一个,sp,3,杂化轨道，其构型为棱锥形,四面体结构。,107.3,110pm,147pm,147pm,112.9,105,108,芳香胺,有机化学（第,9,版）,苯胺的氮原子也是,不等性,sp,3,杂化,，但孤对电子所占据的轨道含有更多,p,轨道的成分。能与苯环的大,键互相重叠，形成共轭体系。,N,上孤电子对离域到苯环,使苯环电子密度增加,N,上电子密度降低。,113.9,140pm,39.4,sp,2,sp,3,杂化,苯胺结构示意图,二、结构,有机化学（第,9,版）,当胺分子中氮原子连有三个不同的原子或基团时，氮原子就成为手性中心。但两个对映体可以通过一个平面过渡态相互转变。,E,=25,k,J/mol,二、结构,有机化学（第,9,版）,当转变被限制后，对映异构体可被拆分。铵的氮原子上连接四个不同的基团时，也存在对映异构体。,二、结构,有机化学（第,9,版）,三、物理性质,脂肪胺：,低级胺是气体或易挥发的液体,有特殊气味；高级胺为固体,一般无气味。,6C,以下的胺通常都溶于水。,由于分子间,氢键,，脂肪胺（叔胺除外）的沸点比相对分子质量相近的烷烃高。,芳香胺：,为高沸点的液体或低熔点的固体,有特殊气味；一般难溶于水,易溶于有机溶剂,;,大多具有毒性，某些芳香胺具有致癌作用。,氢键,胺分子间氢键示意图,乙胺（,M=45,）,b.p.16.6,丙烷（,M=43,）,b.p.-42,有机化学（第,9,版）,四、化学性质,胺中氮原子具有孤对电子，使胺具有碱性和亲核性。由于,p,-,供电子共轭效应，芳香胺具有较高的亲电取代反应活性。,碱性,亲核性,芳胺亲电取代反应活性增高,有机化学（第,9,版）,（一）碱性与成盐反应,胺中氮原子上的孤对电子能接受质子,，呈碱性，能与大多数酸反应成盐，可用于提高胺的溶解性。,胺的碱性较弱，其盐与氢氧化钠溶液作用时，释放出游离胺。利用胺溶于酸水，加入强碱又可游离的性质可对胺进行分离、纯化。,四、化学性质,有机化学（第,9,版）,（一）碱性与成盐反应,有机相（醚）,水相,胺,+,其它有机物,盐、糖等,1.,分离水相,2.,加入稀,HCl,1.,分离有机相,2.,加入,NaOH,溶液,3.,加入有机相（醚）,胺的盐酸盐,其它有机物,胺,NaOH,NaCl,通过醚,/,水萃取除去水溶性小分子,除去其它非碱性有机物,分离有机相得到有机总碱,四、化学性质,有机化学（第,9,版）,（一）碱性与成盐反应,脂肪胺中的烃基是供电子基，它使,N,上的电子云密度增大，,碱性增强,。芳胺中,N,原子上的孤电子对与苯环共轭，使,N,的电子云密度减少,碱性减弱。,伯胺有,2,个,H,，与,H,2,O,的溶剂化程度大，铵正离子稳定。,N,原子上连接的基团越多、越大，对,N,上孤对电子的屏蔽作用越大,与,H,+,结合就越难。,综合,电子效应、溶剂化效应和空间效应，,水溶液,中各类胺的碱性顺序：,胺的碱性强弱，可用,K,b,或,p,K,b,表示。,K,b,值大，或,p,K,b,值小则胺的碱性强,。,影响胺碱性强弱的因素包括电子效应、溶剂化效应和空间效应。,四、化学性质,有机化学（第,9,版）,（二）酰化反应,伯胺、仲胺易与酰氯或酸酐等酰基化剂反应生成酰胺。可用于改善胺的脂溶性、降低毒性、保护氨基。,四、化学性质,有机化学（第,9,版）,（二）酰化反应,保护氨基：,降低毒副作用：,四、化学性质,有机化学（第,9,版）,（三）磺酰化反应,伯胺、仲胺能与磺酰氯作用生成磺酰胺。常用的磺酰化试剂是苯磺酰氯和对甲基苯磺酰氯。,兴斯堡试验（,Hinsberg test,）：鉴别三类胺,四、化学性质,有机化学（第,9,版）,（四）与亚硝酸的反应,脂肪伯胺与,HNO,2,反应,定量放出氮气,，常用于氨基酸和多肽的定量分析,。,伯胺与亚硝酸的反应,芳香伯胺与,HNO,2,在低温下反应生成芳香重氮盐，在有机合成上具有重要的应用价值,。,不稳定,醇、烯、卤代烃等混合物,芳香重氮盐,四、化学性质,有机化学（第,9,版）,（四）与亚硝酸的反应,仲胺与亚硝酸的反应,N,-,亚硝基胺为黄色油或固体，多数不溶于水而溶于有机溶剂。亚硝胺化合物有强烈的致癌作用。,N,-,亚硝基二乙胺,N,-,甲基,-,N,-,亚硝基苯胺,四、化学性质,有机化学（第,9,版）,（四）与亚硝酸的反应,叔胺与亚硝酸的反应,脂肪叔胺与亚硝酸反应生成不稳定的季铵盐，碱性条件下分解为原来的胺。芳香叔胺酸中与亚硝酸反应生成桔黄色的盐，用碱中和后得到翠绿色的,C-,亚硝基化合物。,二乙胺、三乙胺、,N,N,-,二甲基苯胺与亚硝酸反应结果,四、化学性质,有机化学（第,9,版）,（五）芳香胺的亲电取代反应,氨基为,强致活基团,，故芳香胺苯环上易于发生亲电取代反应。,可用于苯胺的定性和定量分析,对氨基苯磺酸,（合成磺胺类药物的原料）,四、化学性质,重氮盐和偶氮化合物,第二节,有机化学（第,9,版）,重氮（,diazo,）和偶氮化合物（,azo-compound,）都含有,N,2,官能团。重氮化合物中,N,2,的一端与烃基相连，偶氮化合物中则两端都与烃基相连。,重氮甲烷,diazomethane,氯化重氮苯,benzenediazonium chloride,苯重氮磺酸钠,sodium benzenediazo sulfonate,偶氮甲烷,azoxymethane,偶氮苯,azobenzene,4-甲基-4-羟基偶氮苯,4-,hydroxy,-4-,methylazobenzene,有机化学（第,9,版）,一、重氮盐的制备及结构,苯重氮正离子的结构,有机化学（第,9,版）,(,一,),重氮基被取代的反应（放氮反应）,重氮基可以被,羟基、卤素、氰基、氢原子,等取代，,可制备许多,常规方法难以合成,的,芳香族化合物。,二、重氮盐的性质,有机化学（第,9,版）,(,一,),重氮基被取代的反应（放氮反应）,可制备许多常规方法难以合成的,含卤素,的芳香族化合物。,二、重氮盐的性质,有机化学（第,9,版）,(,一,),重氮基被取代的反应（放氮反应）,通过重氮基被氢原子取代的反应，可合成某些直接通过芳环上的取代反应不能得到的化合物,。,二、重氮盐的性质,有机化学（第,9,版）,(,二,),偶联反应（留氮反应）,重氮盐是,较弱的亲电试剂,，可与被强活化（,OH,、,NH,2,、,NHR,、,NR,2,）的苯环发生亲电取代反应。因,OH,、,NH,2,等是邻、对位定位基，所以发生邻、对位偶联反应。,对羟基偶氮苯（橘黄色）,二、重氮盐的性质,有机化学（第,9,版）,(,二,),偶联反应（留氮反应）,偶联反应定位规律：,G=OH,、,NH,2,、,NHR,、,NR,2,二、重氮盐的性质,有机化学（第,9,版）,(,二,),偶联反应（留氮反应）,偶联反应介质的,酸碱性,非常重要。,与芳胺偶联时，最佳,pH57,。若,pH10,，重氮盐转变成重氮酸,(pH910),及重氮酸盐,(pH1113),，则不能发生偶联反应。,钝化基,强活化,无亲电性,二、重氮盐的性质,有机化学（第,9,版）,三、偶氮化合物,偶氮基,-,N=N,-,是一种,发色基团,，故偶氮化合物都有颜色，常被用作染料，称为,偶氮染料,。,酸性橙,对二甲氨基偶氮苯磺酸钠(甲基橙),苏丹红,苏丹红,有机化学（第,9,版）,三、偶氮化合物,偶氮化合物有顺反异构体。,顺,-,偶氮苯,cis,-azobenzene,反,-,偶氮苯,trans,-azobenzene,mp.71.4C,mp.68C,生 物 碱,第三节,有机化学（第,9,版）,一、生物碱的概念及临床应用,生物碱（,alkaloid,）指生物体内的一类含氮有机化合物（不包含氨基酸、肽、蛋白质、核酸）。,麻黄碱,ephedrine,尼古丁,nicotine,茶碱,theophylline,有机化学（第,9,版）,奎宁（金鸡纳碱）,quinine,存在于金鸡纳树皮中，为抗疟疾药。,小蘗碱,berberine,存在于黄柏、黄连中，为抗菌药物。,一、生物碱的概念及临床应用,有机化学（第,9,版）,二、生物碱的通性,多为无色晶体，味苦，多数具有旋光性。常含有氮杂环，多数具有碱性。,游离生物碱一般不溶于水，能溶于氯仿、乙醇、乙醚等有机溶剂，能与稀酸溶液反应生成生物碱盐而溶于水。生物碱盐一般易溶于水及乙醇，遇较强的碱可变为不溶于水的生物碱。此性质可用于提取、纯化生物碱。,生物碱与一些试剂反应能生成沉淀或显色，可用于检验生物碱。常用的沉淀试剂：碘化汞钾,(K,2,HgI,4,),、碘化铋钾,(BiI,3,KI),、碘,-,碘化钾,(KI-I,2,),、苦味酸,(2,4,6-,三硝基苯酚,),、磷钨酸、硅钨酸。常用的显色试剂：硫酸、硝酸、盐酸、甲醛、氨水等。,阿托品,吗啡,可待因,1%,钒酸铵,浓硫酸,红,棕,蓝,有机化学（第,9,版）,三、吗啡、可待因和海洛因的结构、功能与毒性,阿片中含,20,种以上的生物碱，其中最重要的是吗啡、可待因和罂粟碱等。,吗啡,R=H R,=H,可待因,R=CH,3,R,=H,海洛因,R=COCH,3,R,=COCH,3,吗啡：有很强的镇痛作用，但产生耐受和成瘾性。,可待因：镇痛作用是吗啡的,1/10,，成瘾性较吗啡小，用于镇咳。,海洛因：镇痛作用强于吗啡，但更易成瘾。,严禁作为药用,。,脂肪胺与氨的结构相似，,N,采取不等性,sp,3,杂化，为四面体结构。,芳香胺的结构与脂肪胺不同，,N,上孤对电子所占据的轨道（,sp,3,）含有更多,p,成分，能与苯环的大,键形成共轭体系。,3.,胺类碱性强弱的影响因素有：电子效应、溶剂化效应和空间效应。,4.HNO,2,与不同结构的胺反应有不同的产物和现象，可用于不同结构胺的鉴别。,5.,胺类的酰基化、磺酰化反应在胺类化合物的合成、分离和鉴别上具有广泛应用。,6.,重氮盐可发生取代和偶联反应，在芳香族化合物的合成中具有重要应用。,7.,生物碱具有显著的生理活性，是很多中草药的有效成分。,