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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
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 取代而形成的一系列的 。
(2)分子结构：与氨气相似，都是 。如图：
烃基
衍生物
三角锥形
2．胺的分类
(1)根据氢原子被烃基取代的数目可以将胺分为 (伯胺)、
(仲胺)、 (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 和一个
CH3NH2(甲胺)、C6H5NH2(苯胺)
一级胺
二级胺
三级胺
氢原子
烃基
RNH2
类别 结构特点 举例 通式
二级胺 一个氮原子连接着一个
和两个 (CH3)2NH(二甲胺)、
(吡咯烷)
三级胺 一个氮原子连接着三个
(CH3)3N(三甲胺)、十二烷基二甲基叔胺
氢原子
烃基
R2NH
R3N
烃基
(2)根据胺分子中含有氨基的数目还可以将胺分为 、 、
等。
一元胺
二元胺
三元胺
1-丙胺
(3)根据烃基不同分为 ，代表物：乙胺 ； ，代表物： (C6H5NH2)。
脂肪胺
(CH3CH2NH2)
芳香胺
苯胺
4．胺的化学性质与应用
(1)与氨气结构相似，也具有 ，可以与酸反应生成类似的铵盐。例如，乙胺与盐酸反应：
CH3CH2NH2＋HCl 。
在胺类药物的合成中，常利用上述反应将某些难溶于水、 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 ，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：
碱性
易被氧化
有机溶剂
。
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) 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 ，它是重要的分析试剂。
(4) 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“ ”的主要原料。 是染料工业中最重要的原料之一。
乙二胺(H2NCH2CH2NH2)
EDTA
己二胺[H2N(CH2)6NH2]
尼龙-66
苯胺
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 或
(—NHR或—NR2)取代而成。 官能团相当于羧基中的羟基被氨基取代得到的结构单元。
氨基
烃氨基
酰胺
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 的多少，酰胺可以分为 三类。
②对简单酰胺而言，根据氨基所连的 名称来命名。
2．酰胺的物理性质
酰胺除甲酰胺外，大部分是 。酰胺的熔点、沸点均比相应的 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 。
取代基
伯、仲、叔酰胺
酰基
白色晶体
羧酸
减小
3．常见酰胺的用途
酰胺无碱性，一般认为是 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 。
(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。
中性
溶剂
(2)“扑热息痛”又叫 (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。
对乙酰氨基酚
(3)许多高分子化合物中都存在 ，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 。
酰胺基团
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＋H2SO4 ；
CH3CONH2＋NaOH 。
(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＋NH3 。
2CH3COOH＋(NH4)2SO4
CH3COONa＋NH3↑
CH3CONH2＋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。
(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：
C
根据有机物结构简式可知分子中含有醚键、羰基、羟基、苯环等，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。
D
含有羟基，与羟基相连的碳原子的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。
3．氨、胺、酰胺和铵盐比较
物质 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
物质 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
B
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。
A
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
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。
D
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
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：
C
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
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。
B
氨分子中的氢原子被烃基取代而形成的一系列的衍生物称为胺，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＋NH3CH3 CONH2＋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：__________________
________________________________________________________________________________________________________________________。

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