内容正文:
专题 5 药物合成的重要原料——卤代烃、胺、酰胺
第二单元 胺和酰胺
胺
1.胺的分类
(1)根据氢原子被烃基取代的数目,可以将胺分为一级胺(也称伯胺)RNH2、二级胺(也称仲胺)R2NH和三级胺(也称叔胺)R3N。
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)根据胺分子中含有氨基的数目,可以将胺分为一元胺、二元胺、三元胺等。
(3)根据烃基R的不同,可以将胺分为脂肪胺[如乙胺(CH3CH2NH2)]、芳香胺[如苯胺(C6H5NH2)]。
2.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,生成氯化乙铵CH3CH2NCl-。
CH3CH2NH2+HClCH3CH2NCl-
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,又转化为胺。
CH3CH2NCl-+NaOHCH3CH2NH2+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。
“氨”“胺”“铵”的区别
表示基团时用“氨”,如甲氨基(CH3NH—);表示氨的烃类衍生物时用“胺”;表示胺的盐时用“铵”。
酰胺
1.定义
酰胺是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。
2.结构通式
3.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。
4.化学性质(水解反应)
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)。
2RCONH2+2H2O+H2SO42RCOOH+(NH4)2SO4
RCONH2+NaOHRCOONa+NH3↑
5.用途
(1)液态酰胺是有机物和无机物的优良溶剂。
(2)N,N-二甲基甲酰胺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。
(3)“扑热息痛”又叫对乙酰氨基酚,是重要的解热镇痛药。
(4)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”。
6.合成
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。例如乙酰胺可以通过以下反应合成:
CH3COOH+NH3CH3CONH2+H2O
氨、胺、酰胺、铵盐的比较
项目 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
项目 氨 胺(甲胺) 酰胺(乙酰胺) 铵盐(NH4Cl)
化学
性质 与酸反应
生成铵盐 与酸反应生成类似的铵盐 水解反应:在酸性溶液中生成羧酸与铵盐;在碱性溶液中生成羧酸盐和氨气(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
乙酰苯胺是磺胺类药物的原料,其结构如图所示。关于乙酰苯胺的说法正确的是( )
A.分子式为C8H9NO
B.乙酰苯胺是一种芳香烃
C.1 mol乙酰苯胺最多能和含2 mol NaOH的水溶液完全反应
D.分子中所有原子一定在同一平面上
根据该有机化合物的结构简式可知,其分子式为C8H9NO,A正确;该有机化合物中含有碳、氢、氧、氮元素,不属于芳香烃,B错误;酰胺在碱性条件下发生水解反应,生成对应的羧酸盐和氨气(或胺),1 mol该有机物分子中含有1 mol酰胺基,断裂1 mol C—N键,消耗1 mol NaOH,C错误;因为该分子中含有甲基,有类似甲烷的四面体结构,所以分子中所有原子一定不在同一平面上,D错误。
A
本题中所给出的物质为乙酰苯胺,分子中的官能团为酰胺基,酰胺基在酸性或碱性条件下能发生水解反应,1 mol酰胺基水解消耗1 mol一元酸或一元碱。注意在计算反应消耗NaOH的物质的量时,除了要关注能发生水解反应的官能团,如碳卤键、酯基、酰胺基等外,还要关注分子结构中的羧基、酚羟基,以及水解产物中可能含有的酚羟基。
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