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授课题目 | 第十八章 含氮有机化合物 | 授课形式 | 理论课 |
授课时间 | 授课学时 | 4 | |
教学目的 与 要 求 | 掌握胺的化学性质,氨基酸的构型、分类、命名及等电点的概念。 熟悉胺的命名,酰胺的化学性质、氨基酸的显色反应。 了解胺的物理性质,重要的酰胺衍生物。 | ||
基本内容 | 一、胺类 胺的构造、分类及命名;胺的性质;重要的胺及其衍生物 二、酰胺 酰胺的构造和命名;酰胺的性质;重要的酰胺及衍生物 三、氨基酸 氨基酸的构造、构型及分类、命名;氨基酸的性质 | ||
重 点 难 点 | 重点:胺的化学性质;个别重要的酰胺化合物。 难点:重氮化反应;合成应用 | ||
主要教学 媒 体 | 多媒体投影 | ||
主 要 外 语 词 汇 | Amines;diazo reaction;coupling reaction;amides;biret reaction;barbitarates; | ||
有关本内容的新进展 | 巴比妥类药物的研究进展。 磺胺类药物的研究进展。 氨基酸、肽链的构象。 | ||
主要参考资料或相关网站 | 《医用化学》游文玮主编 化学工业出版社;《有机化学》 张生勇主编 科学出版社 《医用化学学习指导及习题解答》孙晓莉主编 第四军医大学出版社http://ce.sysu.edu。cn/ChemEdu/Echemi/elaborate/wujihuaxue/ http://www.sxmu.edu。cn/jingpin/wujihuaxue/lx.htm | ||
系、教研室 审查意见 | |||
课后体会 |
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第一节 胺 类 胺类(amines)是比较重要的含氮有机化合物。例如苯胺是合成药物、染料的重要原料;胆碱是调节脂肪代谢的物质,它的乙酰衍生物 —— 乙酰胆碱是神经传导的递质;乙二胺是合成EDTA的原料等。 一、胺的构造、分类和命名 (一)胺的构造和分类 胺可以看作氨(NH3)分子中的氢原子被烃基取代所生成的化合物。 胺的通式为RNH2,R2NH或R3N,其中R代表脂肪烃基或芳香烃基,它们分别属于伯、仲和叔胺。 举例。 季铵化合物可看成是铵盐(NH4+Cl-)或氢氧化铵(NH4+OH-)分子中氮原子上的四个氢原子都被烃基取代生成的www.med126.com/sanji/化合物,它们分别称为季铵盐和季铵碱。 R4N+X- R4N+OH- 季铵盐 季铵碱 注意的是: 伯、仲、叔的含义与醇中的不同,例如:叔丁醇是叔醇,而叔丁胺却是伯胺。 (二)命名 1.普通命名法 这种方法是按照分子中烃基的名称及数目叫做“某胺”。 举例。(特别点明N上有取代基的命名) 2.系统命名法 烃基比较复杂的胺,以烃为母体,将氨基作为取代基命名。 二、胺的性质 (一)物理性质 除叔胺外,都能形成分子间氢键。低级脂肪胺是气体或易挥发的液体,具有难闻的臭味。高级胺为固体。低级的胺易溶于水。芳香胺为高沸点的液体或低熔点的固体,具有特殊气味,难溶于水,易溶于有机溶剂。芳香胺具有一定的毒性。 (二)化学性质(重点) 1.胺的碱性和成盐反应 二甲胺 甲胺 三甲胺 氨 苯胺 pKb 3.27 3.34 4.19 4.76 9.40 胺在水溶液中的碱性与诱导效应、位阻效应和水化作用有关。 讨论碱性的影响因素,得出脂肪胺碱性强弱顺序为: 仲胺 > 伯胺 > 叔胺 > 氨 苯胺的碱性比氨弱得多。p-π共轭
苯胺 > 二苯胺 > 三苯胺
季铵碱是有机化合物中的强碱。它们在固态时即是离子状态,故碱性最强。 2.酰化反应 伯、仲胺都能与酰化剂(如乙酰氯、乙酸酐)作用,氨基上的氢原子被酰基取代,生成酰胺,这种反应叫做胺的酰化。叔胺因氮上没有氢,故不发生酰化反应。
| 5分; 电脑投影 5分; 电脑投影 5分; 电脑投影 5分; 电脑投影 10分; 板书及电脑投影 10分 板书及电脑投影 |
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保护基团: 3.与亚硝酸反应 伯、仲、叔胺与亚硝酸反应时,产物各不相同,借此可区别三种胺。
(1)www.med126.com/zhuyuan/伯胺与亚硝酸反应 芳香族伯胺与脂肪伯胺不同,在低温和强酸存在下,与亚硝酸作用则生成芳香族重氮盐,这个反应称为重氮化反应(diazo reaction)。例如:
氯化重氮苯 芳香重氮盐化学性质很活泼,是有机合成的重要中间体。例如,通过重氮盐的反应,可以制备许多芳香族化合物。芳香重氮盐的反应主要分为放氮反应和偶合反应两大类。 ①放氮反应 重氮基(-N+≡N)在不同条件下,可被羟基、卤素、氰基、氢原子等取代,生成相应的芳香族衍生物,放出氮气。
对羟基偶氮苯 (桔黄色) | 10分 电脑投影 20分 电脑投影 5分 投影 |
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对二甲氨基偶氮苯 (黄色) (2)仲胺与亚硝酸反应 脂肪仲胺和芳香族仲胺与亚硝酸作用生成N-亚硝基胺。
N-亚硝基二甲胺
N-甲基-N-亚硝基苯胺 N-亚硝基胺为黄色的中性油状物质,不溶于水,可从溶液中分离出来;与稀酸共热则分解为原来的仲胺,故可利用此性质鉴别、分离或提纯仲胺。 (3)叔胺与亚硝酸反应 脂肪叔胺因氮上没有氢,与亚硝酸作用时只能生成不稳定的亚硝酸盐。
三甲胺亚硝酸盐 芳香族叔胺与亚硝酸作用,发生环上取代反应,在芳香环上引入亚硝基,生成对亚硝基取代物,在酸性溶液中呈黄色;若对位上已有取代基,则亚硝基取代在邻位。 对亚硝基-N,N-二甲苯胺 (黄色结晶) (绿色结晶) 由于三种胺与亚硝酸的反应不同,所以可利用与亚硝酸的反应鉴别伯、仲、叔胺。 三、重要的胺及其衍生物 (一)苯胺 (二)胆碱和乙酰胆碱 胆碱 是一种季铵碱,广泛存在于生物体中,在脑组织和蛋黄中含量较多,是卵磷脂(见第二十章)的组成部分。 乙酰胆碱 是胆碱分子中醇羟基的乙酰化产物,是神经传导递质。 | 5分 5分 5分 投影 |
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肾上腺素 去甲肾上腺素 它们是肾上腺髓质分泌的两种激素。 第二节 酰 胺 一、酰胺的构造和命名 酰胺(amides)是羧酸的衍生物。 命名请自己看书。 二、酰胺的性质 (-)物理性质 (二)化学性质 1.酸碱性 酰胺一般是近中性的化合物,但在一定条件下可表现出弱酸性或弱碱性。 如果氨分子中有两个氢原子被一个二元酸的酰基取代,则生成环状的亚氨基化合物(酰亚胺)。由于两个羰基的吸电子作用,使亚氨基的N-H键极性明显增加,氮上的氢原子较易变为质子,而呈弱酸性。 2.水解 酰胺在通常的情况下较难水解。在酸或碱的存在下加热时,则可加速反应,但比羧酸酯的水解慢得多。 3.与亚硝酸反应 酰胺与亚硝酸作用生成相应的羧酸,并放出氮气。
三、重要的酰胺及其衍生物 (一)尿素 尿素(urea)又称脲,是碳酸的二酰胺。
碳 酸 尿 素 1.弱碱性 尿素分子中有两个氨基,其中一个氨基可与强酸成盐,故呈弱碱性。
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2.水解反应 尿素是酰胺类化合物,在酸、碱或尿素酶的作用下很易水解。例如:
3.缩二脲的生成及缩二脲反应
缩二脲是无色针状晶体,熔点190℃,难溶于水,能溶于碱液中。它在碱性溶液中与少量的硫酸铜(CuSO4)溶液作用,即显紫红色,这个颜色反应叫做缩二脲反应(biret reaction)。 凡分子中含有两个或两个以上酰胺键( ,肽键)的化合物,如多肽、蛋白质等都能发生这种颜色反应。 (二)丙二酰脲 尿素与丙二酰氯反应生成丙二酰脲。
巴比土酸本身没有药理作用,但它的C-5亚甲基上的两个氢原子都被烃基取代(5,5-二取代)后所得许多取代物,却是一类重要的镇静催眠药,总称为巴比妥类药物(barbitarates)。其通式为:
R = -C2H5 , R'= -C2H5 巴比妥 R = -C2H5 , R'= -C6H5 苯巴比妥(鲁米那) R = -C2H5 , R'= -C5H11 戊巴比妥
(三)磺胺类及氯胺类药物 1.磺胺类药物 2.氯胺类药物 第三节 氨基酸 水解过程可表示如下: 蛋白质 → 多肽 → 二肽 → α-氨基酸 由蛋白质水解所得到的α-氨基酸共有20多种,各种蛋白质中所含氨基酸的种类和数量都各不相同。有些氨基酸在人体内不能合成,只能依靠食物供给,这种氨基酸叫做必需氨基酸(表18-2,*)。 | 10分 投影 5分 投影 |
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一、氨基酸的构造、构型及分类、命名 (一)氨基酸的构造和构型 天然氨基酸均为L-氨基酸。 L-氨基酸 (二)α-氨基酸的分类和命名 氨基酸分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和杂环氨基酸。 天然存在的α-氨基酸常根据其分子中所含氨基和羧基的数目分为酸性氨基酸、碱性氨基酸和中性氨基酸。 二、氨基酸的性质 (一)物理性质 (二)化学性质 1.两性 2.等电点
若将氨基酸水溶液的酸碱度加以适当调节,可使羧基与氨基的离解程度相等,也就是氨基酸带有的正、负电荷数目恰好相同,此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点,以pI表示。 小结 重点:旋光异构的概念(旋光性、旋光性物质、手性碳、手性分子、内消旋体、外消旋体等);旋光异构体的构型命名;羟基酸的脱水、β-酮酸的脱羧反应。 难点:旋光异构的概念。 | 10分 5分 投影 10分 投影 5分 |