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胺的系列反应(II)

一:胺的成盐反应和胺的酰基化

胺的成盐反应原因在于其碱性。氮原子的孤对电子在酸性溶液中可以捕捉一个质子或者其他种类的Lewis酸。

胺的成盐反应作用在于使得本来难溶于水的药物变得易溶于水,同时部分改变其理化性质,使得其更易于被人体吸收,并消除部分异味,使其易于下咽。同时,胺作为相转移催化剂也是一种重要的用途。


二:胺的酰基化

胺的酰基化也是一类重要的反应。一级胺和二级胺可被酰氯或酸酐酰化生成酰胺。或是与磺酰氯发生反应生成磺酰胺。(理论上酯似乎也可以)


三:Hinsberg反应

Hinsberg反应通常在碱性条件下进行。

三级胺较为特殊,由于不存在氮原子上的氢,因此三级胺与磺酰氯反应总是成盐。并且这种盐的稳定性也很差,易水解生成原来的三级胺。因此三级胺无法与磺酰氯进行Hinsberg反应。

Hinsberg反应作为一种有效的保护氨基的手段在芳香胺的加成时尤其常用。

在硝化之前首先进行Hinsberg反应就可以使得氨基被保护起来。不被下一步的硝化所影响。

最后的产率也很好看,高达95%~97%,是一个极好的反应。适用于药物合成。


四:Hofmann消除

Hofmann消除的特点在于其产物较为特殊:

一般的消除反应遵从Zaitsev规则。特点是生成最多取代的烯烃。而Hofmann消除则生成最少取代的烯烃。

其原因是:Hofmann消除受反应物的诱导效应制约。一般来说Hofmann消除时碱总是倾向于攻击取代基较少,即酸性较强的β氢。这个氢的位阻也较小,因而便于消除,这个反应是一个动力学制约的反应。而Zaitsev消除则正好相反。其特点是受热力学控制,生成取代基较多的稳定的烯烃。


五:胺的氧化和Cope消除

胺易被氧化,尤其是一级胺和二级胺。通常生成一系列化合物的混合物。但是三级胺则可以被过氧化氢或过酸高产率的氧化成氧化胺。氧化胺具有一定碱性。当其具β氢原子时可以加热消除,反应中β氢和氧负离子形成五元环过渡态。反应是E2(?)反应,氧化胺N-O基团和β氢原子必须在同侧。反应的特点在于无重排产物。因此可用于制备多种烯烃。


六:胺与亚硝酸的反应

亚硝酸可以由亚硝酸钠和盐酸制取,但是无法提纯,原因是其极易分解,此时溶液中存在NO+离子。若溶液中有胺或氨,则会受到氨或胺的孤对电子吸引。从而生成N-亚硝基胺。而如果氮原子上还有氢原子时,N-亚硝基胺会失去一个质子而生成羟基偶氮化物。接着在酸性条件下脱水生成重氮盐(正离子)。其可以脱氮生成碳正离子。然后通过消除,取代,重排等一系列反应而生成一堆混合物。但是这一反应可以用来扩环。(碳正离子重排)该反应被称为Tiffeneau-Demjanov重排。


七:酰胺的重排反应

酰胺的重排反应有4种。分别称为Lossen,Hofmann,Curtius和Schmidt重排。反应一般生成乃春(氮宾),并进行重排,烷基重排到氮上生成异氰酸酯。


胺的总结到这里就结束了。实际上反应和制备的前半部分比较简单,重氮酸盐和酰胺的相关反应难一些,但也不是十分难以理解。在生物化学中,胺类化合物由于其特殊的性质使得其常作为激素,神经递质或是其他分子的重要官能团。因此在药物化学中十分重要。




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