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第二节 酰胺
http://www.100md.com 《医用化学》
一、酰胺的构造和命名
酰胺是羧酸的衍生物。在构造上,酰胺可看作是羧酸分子中羧基中的羟基被氨基或烃氨基(-NHR或-NR2)取代而成的化合物;也可看作是氨或胺分子中氮原子上的氢被
酰基()取代而成的化合物。
酰胺的命名是根据相应的酰基名称,并在后面加上“胺”或“某胺”,称为“某酰胺”或“某酰某胺”。例如:
当酰胺中氮上连有烃基时,可将烃基的名称写在酰基名称的前面,并在烃基名称前加上“N-”“N,N-”,表示该烃基是与氮原子相连的。
二、酰胺的性质
(一)物理性质
在常温下,除甲酰胺是液体外,其它酰胺多为无色晶体。酰胺分子中含有羰基和氨基,它们分子间能形成氢键。由于酰胺分子间氢键缔合能力较强,因此其熔点、沸点甚至比相对分子质量相近的羧酸还高。
当酰胺中氮原子上的氢被烷基取代后,缔合程度减小,熔点和沸点则降低。脂肪族N-烷基取代酰胺一般为液体。
低给酰胺易溶于水,随着相对分子质量的增大,溶解度逐渐减小。液体酰胺不但可以溶解有机物,而且也可以溶解许多无机物,是良好的溶剂。例如HCON(CH3)2。
(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或弱碱性。酰胺是氨或胺的酰基衍生物,分子中有氨基或烃氨基,但其碱性比氨或胺要弱得多。酰胺碱性很弱,是由于分子中氨基氮上的未共用电子对与羰基的π电子形成共轭体系,使氮上的电子云密度降低,因而接受质子的能力减弱。这时C-N键出现一定程度的双键性。
然而,氮上的电子云密度降低,却使N-H键的极性增加,从而表现出微弱的酸性。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。例如:
2.水解
酰胺在通常情况下较难水解。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。
N-取代酰胺同样可以进行水解,生成羧酸和胺。
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
尿素又称脲,是碳酸的二酰胺。
尿素是哺乳动物体内蛋白质代谢的最终产物,存在于动物的尿中。许多含氮化合物在代谢过程中所释放的氨是有毒的,通过转变为尿素从尿中排出而使氨的浓度降低。正常成人每天排泄的尿中约含尿素30g。
尿素为无色晶体,熔点133℃,易溶于水和乙醇,难溶于乙醚。
尿素是很重要的物质,用途广泛。它在农业上用作高效固体氮肥,也是有机合成的重要原料。用于合成药物、塑料等。尿素本身也是药物,对降低脑颅内压和眼内压有显著疗效。
尿素具有酰胺的结构,有酰胺的一般化学
性质。但因两个氨基连在一个羰基上,所以它又表现出某些特殊的性质。
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。
尿素的硝酸盐、草酸盐均难溶于水而易结晶。利用这种性质,可从尿液中提取尿素。
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。
3.缩二脲的生成及缩二脲反应
尿素是一种特殊的酰胺,它的两个氨基连在同一个羰基上,所以它又有与一般酰胺不同的性质。若将尿素加热到稍高于它的熔点时,则发生双分子缩合,两分子尿素脱去一分子氨而生成缩二脲。
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。凡分子中含有两个或两上以上酰胺键
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