第十章 含氮有机化合物

第十章 含氮有机化合物

学习目标 胺类的结构特点、命名和分类 胺的碱性与成盐、酰化反应等化学性质 酰胺的结构和化学性质 尿素的结构特点，尿素的化学性质和鉴别 方法

第一节 胺 胺是氨的烃基衍生物，即氨分子中的氢原 子被烃基取代的化合物。胺是含氮有机化 合物中最重要的一类，广泛存在于自然界 中。胺的衍生物具有重要的生理活性，在 临床上常用作解热、镇痛、抗菌等药物。

一、胺的结构、分类和命名 (一) 胺的分类 根据胺分子中氮原子所连烃基种类不同， 可分为脂肪胺和芳香胺。氮原子与脂肪烃 基相联称为脂肪胺，氮原子与芳香环相联 称为芳香胺R NH2脂肪胺 芳香胺

NH2

根据氮原子上所连烃基的数目不同， 胺可分为伯胺(1°胺)、仲胺(2°胺)和叔胺 (3°胺)。R NH2R NH R

R NR R叔胺(3°胺)

伯胺(1°胺)

仲胺(2°胺)

NH )和次氨基 其中氨基 ( NH) 2、亚氨基( ( ),分别是伯、仲、叔胺的官能团。N

胺的伯、仲、叔胺的分类与醇的伯、仲、叔醇的分类概念不同。伯、 仲、叔胺是指氮原子上连有的烃基数目分别为1、2、3个， 而伯、仲、叔醇是指羟基所连碳原子的种类。例如：

CH3 H3C C NH2 CH3伯胺

CH3 H3C C OH CH3叔醇

当无机铵盐或氢氧化铵的中的四个氢原子 被四个烃基取代而生成的化合物，分别称 为季铵盐(四级铵盐)和季铵碱(四级铵 碱)。例如：NH4+X4R

4R[R4N]+X-

NH4+OH-

[R4N]+OH-

季铵盐

季铵碱

上述分子中的4个R可以相同也可以完全不同，季铵盐中的X可以是卤素离子也可以是酸根离子。如果 NH4+ 中的四个氢原子没有完全被烃基取代，则生成的不是季 胺类化合物而是胺的盐或碱。例如：

(CH3)4N+Cl氯化四甲铵(季铵盐)

CH3NH3+Cl氯化甲铵(伯胺盐)

根据分子中氨基的数目，胺可分为一元胺、 二元胺和多元胺。例如：H5C2 NH2

H2N

CH2 CH2 NH2二元胺

一元胺

(二)胺的命名 简单胺的命名以胺为母体，根据烃基的名 称，称为“某胺”;若氮原子连有多个相 同的烃基时，用数字二、三表示烃基的数 目称此化合物为“二某胺”或“三某胺”。 例如：

H2N CH3甲胺

H3C NH C2H5

H3C NH CH3二甲胺NH2

甲乙胺

NH2

NH NO2

苯胺

二苯胺

对硝基苯胺

如果与氮原子相连的烃基不同时，把简单的 烃基名称写在前面，复杂的写在后面，称为 “某某胺”或“某某某胺”。例如：

H3C NH C2H5甲乙胺

H3C N CH2 C2H5 H5C2

甲乙丙胺

氮原子上连有烃基的芳香族仲胺和叔胺， 命名时常以芳香胺为母体，脂肪烃基为取 代基，并在脂肪烃基名称前标上“N”表示 此烃基是直接连在氮原子上的。例如：NH CH3

N

CH3 CH3

N

CH3CH2 5

N-甲基苯胺

N,N-二甲基苯胺

N-甲基-N-乙基苯胺

于多元胺，与多元醇的命名相似，将氨基作为取 代基进行命名即可。例如：H2N CH2 CH2 CH2 CH2 NH21,4-丁二胺

对于结构复杂的胺，当以胺为母体不便命 名时，则以烃基为母体，氨基作为取代基 命名。例如：CH3CHCH2CHCH3 CH3 NH2CH3 CH3 CH3 C CHCH CH3 NH2 NHCH32,4-二甲基-2氨基-3-甲氨基五烷

2-甲基-4-氨基戊烷

季铵盐和季胺碱的命名分别与无机铵盐及 氢氧化铵相似。例如：

NH4Cl氯化铵

+ (CH3)4N Cl

[(CH3)3N+CH2CH3]OH-

氯化四甲基铵

氢氧化三甲基乙基铵

二、胺的性质 (一)胺的物理性质 低级脂肪胺如甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺，在常温下为 无色气体，丙胺至十一胺是液体，十一胺以上均为固体。 低级胺的气味与氨相似，三甲胺有鱼腥气味，丁二胺和戊 二胺等有动物尸体腐败后的气味。胺和氨相似，为极性分 子，除叔胺外，都能形成分子间氢键，所以它们的沸点比 相对分子质量相近的烷烃要高。另外，由于氮的电负性比 氧小，胺分子间的氢键较醇分子间的氢键弱，所以胺的沸 点比相应的醇要低。 叔胺不能形成分子间氢键，其沸点就与相对分子质量相近 的烷烃差不多了。而所有的三类胺都能与水形成氢键，因 此低级胺(含6个碳原子以下)能溶于水，但随着相对分子 量的增加，其溶解度迅速降低，高级胺则难溶于水。 芳香胺为高沸点液体或低熔点固体，有特殊臭味，毒性较 大。例如苯胺可通过消化道、呼吸道或经皮肤吸收而引起 中毒。有些胺如3,4-二甲基苯胺、β-萘胺、联苯胺等具 有致癌作用。

(二)胺的化学性质 胺分子中氮原子上的孤对电子能接受质子， 使胺具有碱性和亲核性。胺的化学性质主 要体现在这两个方面。 1. 弱碱性 与氨相似，胺分子中氮原子上的孤对电子 能接受质子，呈碱性。 脂肪胺的碱性比氨强，芳香胺的碱性比氨 弱。因此，脂肪胺、芳香胺的碱性强弱顺 序为： 脂肪胺>氨>芳香胺