醫(yī)用化學-授課教案:第十八章 含氮有機化合物

授課題目

第十八章 含氮有機化合物

授課形式

理論課

授課時間

授課學時

4

教學目的

與 要 求

掌握胺的化學性質(zhì)，氨基酸的構(gòu)型、分類、命名及等電點的概念。

熟悉胺的命名，酰胺的化學性質(zhì)、氨基酸的顯色反應。

了解胺的物理性質(zhì)，重要的酰胺衍生物。

基本內(nèi)容

一、胺類

胺的構(gòu)造、分類及命名；胺的性質(zhì)；重要的胺及其衍生物

二、酰胺

酰胺的構(gòu)造和命名；酰胺的性質(zhì)；重要的酰胺及衍生物

三、氨基酸

氨基酸的構(gòu)造、構(gòu)型及分類、命名；氨基酸的性質(zhì)

重 點

難 點

重點：胺的化學性質(zhì)；個別重要的酰胺化合物。

難點：重氮化反應；合成應用

主要教學

媒 體

多媒體投影

主 要 外

語 詞 匯

Amines；diazo reaction；coupling reaction；amides；biret reaction；barbitarates；

有關(guān)本內(nèi)容的新進展

巴比妥類藥物的研究進展。

磺胺類藥物的研究進展。

氨基酸、肽鏈的構(gòu)象。

主要參考資料或相關(guān)網(wǎng)站

《醫(yī)用化學》游文瑋主編  化學工業(yè)出版社；《有機化學》 張生勇主編  科學出版社

《醫(yī)用化學學習指導及習題解答》孫曉莉主編   第四軍醫(yī)大學出版社http://ce.sysu.edu。cn/ChemEdu/Echemi/elaborate/wujihuaxue/

http://www.sxmu.edu。cn/jingpin/wujihuaxue/lx.htm

系、教研室

審查意見

課后體會

教 學 內(nèi) 容

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第一節(jié)  胺 類

胺類（amines)是比較重要的含氮有機化合物。例如苯胺是合成藥物、染料的重要原料；膽堿是調(diào)節(jié)脂肪代謝的物質(zhì)，它的乙酰衍生物 —— 乙酰膽堿是神經(jīng)傳導的遞質(zhì)；乙二胺是合成EDTA的原料等。

一、胺的構(gòu)造、分類和命名

（一)胺的構(gòu)造和分類

胺可以看作氨（NH₃)分子中的氫原子被烴基取代所生成的化合物。

胺的通式為RNH₂，R₂NH或R₃N，其中R代表脂肪烴基或芳香烴基，它們分別屬于伯、仲和叔胺。­

舉例。

季銨化合物可看成是銨鹽（NH₄^＋Cl^－)或氫氧化銨（NH₄^＋OH^－)分子中氮原子上的四個氫原子都被烴基取代生成的m.quanxiangyun.cn/sanji/化合物，它們分別稱為季銨鹽和季銨堿。

R₄N^＋X^－   R₄N⁺OH^－

季銨鹽     　   季銨堿

注意的是：

伯、仲、叔的含義與醇中的不同，例如：叔丁醇是叔醇，而叔丁胺卻是伯胺。

（二)命名

1．普通命名法

這種方法是按照分子中烴基的名稱及數(shù)目叫做“某胺”。

  舉例。（特別點明N上有取代基的命名)

2．系統(tǒng)命名法

烴基比較復雜的胺，以烴為母體，將氨基作為取代基命名。

二、胺的性質(zhì)

（一)物理性質(zhì)

除叔胺外，都能形成分子間氫鍵。低級脂肪胺是氣體或易揮發(fā)的液體，具有難聞的臭味。高級胺為固體。低級的胺易溶于水。芳香胺為高沸點的液體或低熔點的固體，具有特殊氣味，難溶于水，易溶于有機溶劑。芳香胺具有一定的毒性。

（二)化學性質(zhì)（重點)

1．胺的堿性和成鹽反應

二甲胺 甲胺 三甲胺 氨 苯胺

  pK_b   3.27  3.34   4.19  4.76   9.40

胺在水溶液中的堿性與誘導效應、位阻效應和水化作用有關(guān)。

討論堿性的影響因素，得出脂肪胺堿性強弱順序為：

仲胺  ＞  伯胺  ＞  叔胺  ＞  氨

苯胺的堿性比氨弱得多。p－π共軛

苯胺  ＞  二苯胺  ＞  三苯胺

季銨堿是有機化合物中的強堿。它們在固態(tài)時即是離子狀態(tài)，故堿性最強。

2．�；�反應

伯、仲胺都能與�；瘎�（如乙酰氯、乙酸酐)作用，氨基上的氫原子被�；�取代，生成酰胺，這種反應叫做胺的�；�。叔胺因氮上沒有氫，故不發(fā)生�；�反應。

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保護基團：

3．與亞硝酸反應

伯、仲、叔胺與亞硝酸反應時，產(chǎn)物各不相同，借此可區(qū)別三種胺。

（1)m.quanxiangyun.cn/zhuyuan/伯胺與亞硝酸反應

芳香族伯胺與脂肪伯胺不同，在低溫和強酸存在下，與亞硝酸作用則生成芳香族重氮鹽，這個反應稱為重氮化反應（diazo reaction)。例如：

  氯化重氮苯

芳香重氮鹽化學性質(zhì)很活潑，是有機合成的重要中間體。例如，通過重氮鹽的反應，可以制備許多芳香族化合物。芳香重氮鹽的反應主要分為放氮反應和偶合反應兩大類。

①放氮反應  重氮基（－N^＋≡N)在不同條件下，可被羥基、鹵素、氰基、氫原子等取代，生成相應的芳香族衍生物，放出氮氣。

  對羥基偶氮苯  

   （桔黃色)

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		弱酸性

   　對二甲氨基偶氮苯 

  　　　　�。�黃色)

（2)仲胺與亞硝酸反應  脂肪仲胺和芳香族仲胺與亞硝酸作用生成N－亞硝基胺。

    N－亞硝基二甲胺  

    N－甲基－N－亞硝基苯胺

N－亞硝基胺為黃色的中性油狀物質(zhì)，不溶于水，可從溶液中分離出來；與稀酸共熱則分解為原來的仲胺，故可利用此性質(zhì)鑒別、分離或提純仲胺。

（3)叔胺與亞硝酸反應  脂肪叔胺因氮上沒有氫，與亞硝酸作用時只能生成不穩(wěn)定的亞硝酸鹽。

  　三甲胺亞硝酸鹽

芳香族叔胺與亞硝酸作用，發(fā)生環(huán)上取代反應，在芳香環(huán)上引入亞硝基，生成對亞硝基取代物，在酸性溶液中呈黃色；若對位上已有取代基，則亞硝基取代在鄰位。

對亞硝基－N，N－二甲苯胺  （黃色結(jié)晶)  

     （綠色結(jié)晶)

由于三種胺與亞硝酸的反應不同，所以可利用與亞硝酸的反應鑒別伯、仲、叔胺。

三、重要的胺及其衍生物

（一)苯胺

（二)膽堿和乙酰膽堿

膽堿

是一種季銨堿，廣泛存在于生物體中，在腦組織和蛋黃中含量較多，是卵磷脂（見第二十章)的組成部分。

乙酰膽堿

是膽堿分子中醇羥基的乙�；�產(chǎn)物，是神經(jīng)傳導遞質(zhì)。

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三)腎上腺素和去甲腎上腺素

   腎上腺素 　　去甲腎上腺素

它們是腎上腺髓質(zhì)分泌的兩種激素。

第二節(jié) 酰 胺

一、酰胺的構(gòu)造和命名

酰胺（amides)是羧酸的衍生物。

   命名請自己看書。

二、酰胺的性質(zhì)

（－)物理性質(zhì)

（二)化學性質(zhì)

1．酸堿性

酰胺一般是近中性的化合物，但在一定條件下可表現(xiàn)出弱酸性或弱堿性。

如果氨分子中有兩個氫原子被一個二元酸的�；�取代，則生成環(huán)狀的亞氨基化合物（酰亞胺)。由于兩個羰基的吸電子作用，使亞氨基的N－H鍵極性明顯增加，氮上的氫原子較易變?yōu)橘|(zhì)子，而呈弱酸性。

2．水解

酰胺在通常的情況下較難水解。在酸或堿的存在下加熱時，則可加速反應，但比羧酸酯的水解慢得多。

3．與亞硝酸反應

酰胺與亞硝酸作用生成相應的羧酸，并放出氮氣。

三、重要的酰胺及其衍生物

（一)尿素

尿素（urea)又稱脲，是碳酸的二酰胺。

  　 碳  酸   尿  素

1．弱堿性

尿素分子中有兩個氨基，其中一個氨基可與強酸成鹽，故呈弱堿性。

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2．水解反應

尿素是酰胺類化合物，在酸、堿或尿素酶的作用下很易水解。例如：

3．縮二脲的生成及縮二脲反應

縮二脲是無色針狀晶體，熔點190℃，難溶于水，能溶于堿液中。它在堿性溶液中與少量的硫酸銅（CuSO₄)溶液作用，即顯紫紅色，這個顏色反應叫做縮二脲反應（biret reaction)。

凡分子中含有兩個或兩個以上酰胺鍵（   ，肽鍵)的化合物，如多肽、蛋白質(zhì)等都能發(fā)生這種顏色反應。

（二)丙二酰脲

尿素與丙二酰氯反應生成丙二酰脲。

巴比土酸本身沒有藥理作用，但它的C－5亞甲基上的兩個氫原子都被烴基取代（5，5－二取代)后所得許多取代物，卻是一類重要的鎮(zhèn)靜催眠藥，總稱為巴比妥類藥物（barbitarates)。其通式為：

R = －C₂H₅ , R＇= －C₂H₅　　巴比妥

　　　　　　　　R = －C₂H₅ , R＇= －C₆H₅　  苯巴比妥（魯米那)

　　　　　　　　R = －C₂H₅ , R＇= －C₅H₁₁　  戊巴比妥

（三)磺胺類及氯胺類藥物

1．磺胺類藥物

2．氯胺類藥物

第三節(jié) 氨基酸

水解過程可表示如下： 蛋白質(zhì) → 多肽 → 二肽 → α-氨基酸

由蛋白質(zhì)水解所得到的α-氨基酸共有20多種，各種蛋白質(zhì)中所含氨基酸的種類和數(shù)量都各不相同。有些氨基酸在人體內(nèi)不能合成，只能依靠食物供給，這種氨基酸叫做必需氨基酸（表18－２，*)。

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一、氨基酸的構(gòu)造、構(gòu)型及分類、命名

（一)氨基酸的構(gòu)造和構(gòu)型

天然氨基酸均為L－氨基酸。

    L－氨基酸

（二)α－氨基酸的分類和命名

氨基酸分為脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和雜環(huán)氨基酸。

天然存在的α－氨基酸常根據(jù)其分子中所含氨基和羧基的數(shù)目分為酸性氨基酸、堿性氨基酸和中性氨基酸。

二、氨基酸的性質(zhì)

（一)物理性質(zhì)

（二)化學性質(zhì)

1．兩性

2．等電點

若將氨基酸水溶液的酸堿度加以適當調(diào)節(jié)，可使羧基與氨基的離解程度相等，也就是氨基酸帶有的正、負電荷數(shù)目恰好相同，此時溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點，以pI表示。

小結(jié)

重點：旋光異構(gòu)的概念（旋光性、旋光性物質(zhì)、手性碳、手性分子、內(nèi)消旋體、外消旋體等)；旋光異構(gòu)體的構(gòu)型命名；羥基酸的脫水、β-酮酸的脫羧反應。

難點：旋光異構(gòu)的概念。

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