一、结构
注意伯、仲、叔胺与伯、仲、叔醇在结构上的不同。
脂肪胺中的氮原子为不等性的sp³杂化;芳香胺中氮原子的杂化状态更接近于sp²,因此,氮原子上的孤电子对所占的轨道具有更多的p轨道成分,可参与苯环π键轨道的重叠。
二、物理性质
伯胺和仲胺能形成分子间氢键,且胺分子中N-H的极性比醇中O-H弱,故沸点高于相对分子质量接近的烷烃而低于醇。叔胺沸点则比相应的伯胺和仲胺要低。
三、化学性质
(一) 碱性及成盐
胺分子中氮原子上的孤对电子能接受质子而显碱性。
脂肪胺的碱性强于氨:仲胺>伯胺、叔胺。(电子效应和溶剂化效应综合作用,使得仲胺碱性最强),甲胺的碱性大于三甲胺,乙胺的碱性小于三乙胺。
芳香胺的碱性比氨弱:苯胺中氮上的未共用电子对与苯环有共轭作用,苯胺碱性比氨弱的多。苯胺>二苯胺>三苯胺。
芳香胺分子中氮上所连的取代基为烷基时,芳香胺的碱性增强,但还是弱于脂肪胺。
绝大多数取代基(除羟基),无论是供电子基还是吸电子基,在邻位时使胺碱性减弱。
供电子基使胺碱性增强,吸电子基使胺碱性减弱,且影响程度对位比间位明显。
当取代基的诱导效应与共轭效应方向不一致时,则要考虑其相对强弱以及所在的位置。书上的例子多看。
(二) 烃基化反应
胺与卤化烃的烃基化反应,往往得到几种胺及其盐的混合物。若用过量的伯卤代烃,主产物可为季铵盐。
芳香伯胺的亲核性弱,反应可以停留在仲胺的阶段。
(三) 氧化反应
叔胺能被过氧化氢或者有机过氧酸氧化生成叔胺-N-氧化物。
(四) 酰化和磺化反应
1.酰化反应
伯胺、仲胺能与酰氯、酸酐等酰化试剂反应,生成N-烃基酰胺或N,N-二烃基酰胺,叔胺不能发生此反应。
用途:可用于保护氨基使其不易被氧化,同时可以降低氨基的定位能力。
2.磺酰化反应(兴斯堡反应)
伯胺、仲胺能与苯磺酰氯等磺酰化试剂反应生成相应的苯磺酰胺。叔胺中氮原子上无氢原子,不发生磺酰化反应。
此外,伯胺磺酰化反应的产物中氮原子上还有一个氢原子,因此可以与碱成盐而溶于水。
用途:可以分离、提纯和鉴别三种胺类化合物。
(五) 与亚硝酸反应
伯、仲、叔胺在低温下与亚硝酸反应生成的产物和现象不同,可鉴别几种不同类型的胺。
1.伯胺
芳香伯胺与亚硝酸在低温和强酸性溶液中反应生成芳香重氮盐,称为重氮化反应。
芳香重氮盐与β-萘酚反应,得到橙红色的化合物,可用来鉴别芳香伯胺。
脂肪伯胺形成的重氮盐不稳定,一般在低温下生成后会立即分解放出氮气,形成碳正离子。
用途:扩环反应,可用于制备五至九元环状化合物。例如1-氨甲基环辛醇生成环壬酮的反应。
2.仲胺
脂肪仲胺与芳香仲胺与亚硝酸反应都生成N-亚硝基胺类化合物,一般为难溶于水的黄色油状液体或固体。
3.叔胺
脂肪叔胺与亚硝酸反应生成不稳定的亚硝酸盐。
芳香叔胺与亚硝酸进行亲电取代反应生成对亚硝基胺类化合物,若对位被占据,亚硝基则进入邻位。
(六) 芳香胺芳环上的取代反应
1.卤代反应
苯胺与溴水反应立即产生2,4,6-三溴苯胺白色沉淀,可用于苯胺的检验和定量分析。
若想制得一元取代物,可先将苯胺乙酰化,当溴代完毕后再进行水解得到一元取代物。
2.硝化反应
若制备硝基苯,则应先将氨基酰化在进行硝化,后经水解得对硝基苯胺。
乙酰苯胺采用温和的硝化剂硝乙酐进行硝化,主要得到邻硝基苯胺。
苯胺溶于浓硫酸,使其形成硫酸盐后再硝化,最后用碱处理,可得到间硝基取代物。
注:-NH3+为间位定位基,可钝化苯环。
3.磺化反应
苯胺溶于浓硫酸生成苯胺硫酸盐,加热脱水生成不稳定的N-磺酸基苯胺,然后重排得到对氨基苯磺酸,对氨基苯磺酸常以内盐的形式存在,沸点很高。
(七) 烯胺及其在合成中的应用
仲胺与含α-H的醛、酮进行亲核加成,再脱水形成烯胺。
烯胺存在一个含有碳负离子的共振极限式,可以作为亲核试剂参与反应。eg:与酰卤或卤代烃等发生酰基化或烃基化反应。
四、制备
1.氨或胺的烃基化
与卤代烃反应生成几种胺的混合物
2.硝基化合物的还原
硝基化合物在酸碱溶液中用适当的还原剂还原制得伯胺。
3.腈、酰胺及其他含氮化合物的还原
腈用氢化铝锂或催化氢化可以制得伯胺;酰胺在无水乙醚等溶剂中与氢化铝锂回流,分子中的羰基还原成亚甲基。
还原胺化:醛酮与氨反应形成亚胺,再经催化氢化得到伯胺的反应。
当与伯胺反应,再还原得到仲胺;当与仲胺反应,制备烯胺,再还原得到叔胺。
刘卡特反应:醛、酮与甲酸铵在高温下反应生成伯胺。
4.霍夫曼降解
制备比原酰胺少一个碳原子的伯胺,且产物中α-碳的构型不变。
5.加布瑞尔合成法
用邻苯二甲酰亚胺与卤代烷反应,生成的产物 N-烃基邻苯二甲酰亚胺在酸性或碱性条件下水解,得到纯净的伯胺。
注:若 N-烃基邻苯二甲酰亚胺水解困难,可用水合肼进行肼解。
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