5.2 胺和酰胺（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年高中化学选择性必修3（苏教版2019）

第二单元　胺和酰胺 课程标准 核心素养 1.通过与氨的类比认识胺的结构和性质。 2．能对胺类化合物进行命名。 3．能运用胺的性质解释某些制药工艺。 4．认识酰胺的结构特征，能类比酯说明酰胺的主要性质。 5．能举例说明胺、酰胺类化合物在药物合成中的重要作用。 1.(宏观辨识与微观探析)能从氨基和酰胺基成键方式的角度，了解胺和酰胺的结构特点和分类，理解胺和酰胺的化学性质。 2．(证据推理与模型认知)能与酯类比说明酰胺水解反应的原理，能推理出酰胺水解反应后的产物。 一、胺的结构与应用 1．胺的概念与分子结构 (1)概念：氨分子中的氢原子被烃基取代而形成的一系列的衍生物。 (2)分子结构：与氨气相似，都是三角锥形。如图： 2．胺的分类 (1)根据氢原子被烃基取代的数目分为一级胺(伯胺)、二级胺(仲胺)、三级胺(叔胺)。 胺的结构与分类如表所示：类别 结构特点 举例 通式 一级胺 一个氮原子连接着两个氢原子和一个烃基 CH3NH2(甲胺)、 C6H5NH2(苯胺) RNH2 二级胺 一个氮原子连接着一个氢原子和两个烃基 (CH3)2NH(二甲 胺)、 (吡咯烷) R2NH 三级胺 一个氮原子连接着三个烃基 (CH3)3N(三甲 胺)、十二烷基 二甲基叔胺 R3N (2)根据分子中含有氨基的数目分为一元胺、二元胺、三元胺等。 (3)根据烃基不同分为脂肪胺，代表物：乙胺(CH3CH2NH2)；芳香胺，代表物：苯胺(C6H5NH2)。 3．胺的命名 (1)结构简单的胺常用普通命名法，在烃基后直接加“胺”。如乙胺、二甲胺、苯胺等。更多的胺类化合物则采用系统命名法，以烃为母体，氨基或烃氨基(—NHR，—NR2)作为取代基。 (2)实例：CH3CH2CH2NH2　1­丙胺，CH3CHCH3NH2　2­丙胺。 4．胺的化学性质与应用 (1)与氨气结构相似，也具有碱性，可以与酸反应生成类似的铵盐。例如，乙胺与盐酸反应： CH3CH2NH2＋HCl―→CH3CH2NHCl－。 在胺类药物的合成中，常利用上述反应将某些难溶于水、易被氧化的胺，转化为可溶于水的铵盐，增加药物的稳定性，便于保存和运输。 (2)胺易溶于有机溶剂，而铵盐溶于水但不溶于有机溶剂；向铵盐溶液中加强碱，又转化为有机胺。如： CH3CH2NHCl－＋NaOH―→CH3CH2NH2＋NaCl＋H2O。 借助上述过程，实验室可从含有胺的植物组织中分离、提纯胺类化合物(生物碱)。著名的抗疟药物奎宁就是从树皮中提取出来的一种生物碱。 (3)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)为无色透明液体，溶于水和醇，具有扩张血管的作用。它是制备药物、乳化剂和杀虫剂的原料。乙二胺的戊酸盐是治疗动脉硬化的药物。乙二胺与氯乙酸作用，生成乙二胺四乙酸，简称EDTA，它是重要的分析试剂。 (4)己二胺[H2N(CH2)6NH2]是一种在高分子合成中广泛应用的二元胺，它是合成化学纤维“尼龙­66”的主要原料。苯胺是染料工业中最重要的原料之一。 二、酰胺的结构与应用 1．酰胺的结构和分类 (1)酰胺是另一种含氮的烃的衍生物，是羧酸中的羟基被氨基或烃氨基(—NHR或—NR2)取代而成。酰胺官能团相当于羧基中的羟基被氨基取代得到的结构单元。 在如图乙酰胺分子结构中，其左边实线框中的部分称为乙酰基、右边虚线框中的部分称为酰胺基(键)。 (2)分类及命名 ①根据氮原子上取代基的多少，酰胺可以分为伯、仲、叔酰胺三类。 ②简单酰胺，根据氨基所连的酰基名称来命名。 2．酰胺的物理性质 酰胺除甲酰胺外，大部分是白色晶体。酰胺的熔点、沸点均比相应的羧酸高。低级的酰胺能溶于水，随着相对分子质量的增大，酰胺的溶解度逐渐减小。 3．常见酰胺的用途 酰胺无碱性，一般认为是中性的化合物，通常可作为溶剂。液态酰胺是有机物和无机物的优良溶剂。 (1)N，N­二甲基甲酰胺，简称DMF(如图)，它不但可以溶解有机物，还可以溶解某些无机物，是一种性能优良的溶剂。此外，N，N­二甲基甲酰胺还是有机合成的重要中间体，可用来制造农药杀虫脒，还可用于合成维生素B6、扑尔敏等药物。 (2)“扑热息痛”又叫对乙酰氨基酚(如图)，是重要的解热镇痛药。制药工业上以对硝基氯苯为原料，经过一系列反应，最后得到产物。 (3)许多高分子化合物中都存在酰胺基团，如高分子材料“尼龙­66”(如图)。构成生命体的基础物质蛋白质中也含有酰胺基，在二肽、多肽及蛋白质中，酰胺基又称为肽键。 4．酰胺的化学性质与制备 (1)酰胺在酸性溶液中生成羧酸和铵盐，在碱性溶液中生成羧酸盐和氨气(或胺)。 2CH3CONH2＋2H2O＋H2SO42CH3COOH＋(NH4)2SO4； CH3CONH2＋NaOHCH3COONa＋NH3↑。 (2)胺可以转化成酰胺，酰胺又可以水解变成胺，常利用这种转化关系来保护氨基。 (3)酰胺可以通过氨气(或胺)与羧酸在加热条件下反应得到，或用羧酸的铵盐加热脱水得到。如乙酰胺可以通过以下反应合成：CH3COOH＋NH3CH3CONH2＋H2O。 微辨析(判一判) (1)胺的碱性较强，能与酸反应生成铵盐(　　×　　) (2)乙酸比乙酰胺的熔点低，是由于乙酰胺中的氢键数目多(　　√　　) (3)甲胺与乙酰胺都含有氨基，属于同系物(　　×　　) 探究一__胺的化学性质 含碳原子数较多的胺难溶于水，易被氧化；铵盐则很难被氧化或发生其他副反应，水溶性和稳定性好，可制成溶液，口服或注射。因此，许多药物和具有生理活性的胺通常以盐的方式保存和使用。例如，中草药麻黄的主要成分麻黄碱(2­甲氨基­苯丙烷­1­醇)，它的熔点只有79 ℃，鱼腥味重，易被氧化，在临床上用于治疗习惯性支气管哮喘，预防哮喘发作以及过敏等；而它的盐酸盐熔点为217 ℃，不易被氧化，也无难闻的气味。因此，通常使用的药物是麻黄碱盐酸盐。 [问题探究] (1)胺与氨气的结构类似，预测胺有什么样的化学性质。 提示：氨气是一种碱性气体，可与酸反应生成盐，因此预测胺也具有碱性，可以与酸反应生成类似的铵盐。 (2)向铵盐中加入强碱可以生成氨气，预测在胺形成的盐中加入强碱能否生成有机胺？ 提示：胺的碱性比较弱，在其盐中加入强碱能生成有机胺。 1．胺的碱性 (1)胺的弱碱性 胺与氨气相似，水溶液呈弱碱性。这是由于胺分子中氮原子上未共用的电子对能接受水中的H＋，使溶液中OH－浓度增大，溶液呈碱性。 NH3＋H2O⇌NH＋OH－，R—NH2＋H2O⇌R—NH＋OH－ (2)胺与铵盐的转化 ①胺与强酸反应生成铵盐 ②铵盐与强碱作用生成有机胺 因此，可利用胺的碱性与成盐的性质，鉴别、分离提纯胺。 2．胺的酰化反应 胺与酰卤或酸酐反应，胺的氮原子上氢原子被酰基(RCO—)取代生成酰胺的反应。例如： ＋―→＋CH3COOH 3．氨基在有机合成中的引入与保护 (1)氨基的引入 (2)氨基的保护(易被氧化) 由于氨基与酸反应，不能直接引入硝基，需要保护氨基。例： 【例1】 心酮胺是治疗冠心病的药物，它具有如图结构简式。下列关于心酮胺的叙述错误的是(　　) A．可以发生加成反应 B．可以发生消去反应 C．可以发生银镜反应 D．可以发生酯化反应 C　解析：根据有机物结构简式可知分子中含有醚键、羰基、羟基、苯环，因此可以发生加成反应、消去反应和酯化反应，但不能发生银镜反应。 1．已知苯丙醇胺的结构简式如图所示，下列对苯丙醇胺叙述错误的是(　　) A．一定条件下，可以发生消去反应 B．一定条件下与Br2可以发生苯环上的取代反应 C．具有弱碱性，可与强酸反应生成盐 D．具有弱酸性，可与强碱反应生成盐 D　解析：含有羟基，羟基邻位碳原子含有氢原子，可发生消去反应，A正确；在催化剂作用下可发生苯环上的取代反应，B正确；含有氨基，具有弱碱性，可与强酸反应生成盐，C正确；分子不具有酸性，D错误。 探究二__酰胺的化学性质 酰胺是一种十分重要的有机化合物，与现代人类生活非常密切。酰胺主要用作工业溶剂和化工原料，也可用于医药生产。 [问题探究] (1)扑热息痛中含有的官能团是什么？ 提示：酚羟基和酰胺基。 (2)根据酰胺的结构特点，预测酰胺的化学性质有哪些？ 提示：在酸性或碱性条件下可以水解。 1．酰胺的主要化学性质 (1)酸碱性 酰胺无明显的碱性，二酰亚胺类化合物受两个酰基影响，N—H键极性增加，显弱酸性。 (2)水解反应 酰胺在强酸、强碱或酶的催化下，发生水解反应生成羧酸(或羧酸盐)和铵盐(或氨气或胺)。 (3)与亚硝酸反应 伯酰胺与亚硝酸作用，生成羧酸，并放出氮气。 ＋HNO2―→RCOOH＋N2↑＋H2O 2．尿素的水解 尿素在酸、碱或尿素酶的催化下可发生水解反应，生成二氧化碳、氨气或铵盐。 3．氨、胺、酰胺和铵盐比较 氨 胺(甲胺) 酰胺 (乙酰胺) 铵盐 (NH4Cl) 组成 元素 N、H C、N、H C、N、O、H N、H、Cl 结构 式 化学 性质 与酸反 应生成 铵盐 与酸反应 生成盐 水解反应：酸性时 生成羧酸与铵盐， 碱性时生成羧酸盐 和NH3(或胺) 与碱反应生成 盐和NH3 用途 化工 原料 化工原料 化工原料和溶剂 化工原料、化肥 【例2】 科学家合成了一种高能量密度材料，合成该材料所需主要原料为草酰二肼(结构如下)，下列有关草酰二肼的说法不正确的是(　　) A．具有碱性 B．完全水解可得3种化合物 C．含有的官能团也存在于蛋白质分子中 D.与联二脲()互为同分异构体 B　解析：草酰二肼中含有氨基，能结合H＋，体现碱性，A正确；草酰二肼中能水解的基团是两个对称的酰胺基，水解产物有2种，B错误；蛋白质可看作是氨基酸缩聚的产物，所以蛋白质中有许多的酰胺基，C正确；草酰二肼与联二脲的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，D正确。 2．某含氮有机物是化妆品、医药合成中的重要中间体，其分子的结构简式如图所示。已知：＋H2O＋，则下列说法不正确的是(　　) A．该化合物的分子式为C17H20N4O6 B．酸性条件下加热水解，有CO2生成 C．酸性条件下加热水解，向所得体系加碱后有NH3生成 D．能发生酯化反应 A　解析：由该有机物的结构简式可知，其分子式是C17H22N4O6，A错误；由题给信息可知，该有机物在酸性条件下加热可发生水解，得到CO2(生成的H2CO3不稳定，分解为CO2和H2O)、铵盐(生成的NH3与酸反应生成铵盐)，向所得体系加碱后有NH3生成，B、C正确；该有机物中含有羟基，能发生酯化反应，D正确。 1．卡莫氟具有抑制病毒复制的效果，可用于治疗肺炎，其结构简式如图所示。下列关于卡莫氟的说法错误的是(　　) A．分子式为C11H16O3N3F B．分子中含有的官能团有碳碳双键、酰胺基和碳氟键 C．该物质既能发生加成反应，又能发生取代反应 D．1 mol该物质与足量NaOH溶液反应时消耗3 mol NaOH 答案：D 2．贝诺酯是由阿司匹林、“扑热息痛”经化学法拼合制备的解热镇痛抗炎药，其合成反应(反应条件略去)如图所示： 下列叙述错误的是(　　) A．FeCl3溶液可区别阿司匹林和“扑热息痛” B．1 mol阿司匹林最多可消耗3 mol NaOH C．常温下贝诺酯在水中的溶解度大于“扑热息痛” D．C6H7NO是“扑热息痛”发生类似酯水解反应的产物 C　解析：阿司匹林分子中无酚羟基，“扑热息痛”分子中有酚羟基，用FeCl3溶液可以区别，A正确；羧基、酯基、酚羟基均可与NaOH溶液反应，则1 mol阿司匹林最多可消耗3 mol NaOH，B正确；贝诺酯属于酯类物质，不溶于水，则常温下贝诺酯在水中的溶解度小于“扑热息痛”，C错误；“扑热息痛”发生类似酯水解反应的产物为对羟基苯胺和乙酸，对羟基苯胺的分子式为C6H7NO，D正确。 3．胺是指烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物，下列关于胺的说法错误的是(　　) A.甲胺是甲基取代氨分子中的一个氢原子形成的 B．胺类化合物含有的官能团均只有一个—NH2 C．苯胺与盐酸反应的化学方程式为NH2＋HCl―→NHCl－ D．三聚氰胺()具有碱性 B　解析：胺可看作烃分子中的烃基取代氨分子中的氢原子得到的化合物，胺类化合物中除含氨基外，还可能含有碳碳双键等官能团，A正确、B错误；胺类化合物具有碱性，可与酸反应生成盐，C、D正确。 4．羧酸与氨或胺在加热条件下反应生成酰胺，如通过下列反应生成乙酰胺：CH3COOH＋NH3CH3CONH2＋H2O。 (1)苯甲酸与苯胺在180～190 ℃反应，其反应的化学方程式：__________________________________。 (2)这个反应的一个重要应用是二元酸与二元胺缩聚生成线型的聚酰胺。“尼龙­66”是由己二酸与己二胺按物质的量之比为1∶1在270 ℃、1.01×108 Pa下缩合而成，该反应的化学方程式：______________________________。 答案：(1)C6H5COOH＋C6H5NH2C6H5C—NH—C6H5O＋H2O (2)nHOOC(CH2)4COOH＋nH2N(CH2)6NH2＋(2n－1)H2O [课时梯级训练(13)见P213] 学科网（北京）股份有限公司 $$