胺的性质、用途及合成方法分析

代素芬（贵州轻工职业技术学院 贵州贵阳 550025）

胺的性质、用途及合成方法分析

代素芬（贵州轻工职业技术学院 贵州贵阳 550025）

本文从胺的性质、用途出发，进一步探讨分析了胺的一般合成方法：胺的烃基化、含氮化合物还原、还原胺化、霍夫曼反应和Gabriel合成法等等。

胺；性质；用途；合成方法

【DOI】10．19312/j．cnki．61-1499/c．2016．07．091

胺是有机化学中重要的碱性化合物，可看做氨的氢被烃基取代的衍生物，分子中有一个或者多个烃基或芳基与氮原子成键。胺作为有机化合物的一种类型，它包括一些最重要的生物化合物，如蛋白质、核酸许多激素、抗生素和生物碱等等[1,2]。所以掌握胺的性质、用途和合成方法是很有必要的。

一、胺的性质[3]

1.物理性质

胺是极性化合物，具有氢键，由于氮的电负性比氧小，故N…H—N氢键较O…H—N氢键弱。胺的沸点比相应相对分子质量的醇的低，但比烃、醚等非极性化合物要高。

叔胺在纯液体状态不可能存在氢键，沸点比相应伯、仲胺的低。

芳胺一般具有毒性，容易通过皮肤渗入提内。β-萘胺、联苯胺是致癌物，实验操作中应特别当心。

低级脂肪胺如甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺，在常温下为气体，其他低级胺为液体，低相对分子质量的胺具有氨的气味。胺和氨一样都是极性物质，除了三级胺外，都能形成分子间氢键，因此，沸点比没有极性的相对分子质量相同的化合物要高。碳原子数相同的脂肪胺，一级胺的沸点最高，二级胺次之，三级胺最低。

2.化学性质

胺和氨相似，胺分子中的氮原子的未共用电子对，能接受质子，固现出碱性。胺与大多数酸作用生成盐。

二级胺的碱性较一级胺强，三级胺的碱性较二级胺更强，这在气态下才成立。(CH3)3N＞(CH3)2NH＞CH3NH2＞NH3，但在溶液中受溶剂的影响，其碱性的强弱次序就不是这样了，而是如下顺序：(CH3)3N＞CH3NH2＞(CH3)2NH＞NH3，芳胺的碱性比脂肪胺弱得多，主要是氮原子上的未共用电子对离域到苯环上，结果使氮原子的电子云密度减小，接受质子的能力亦随着降低，因此碱性减弱。

二、胺的用途

胺的用途很广，最早的染料工业就是以苯胺为基础发展起来。也有些对生命十分有益的，如盐酸美金刚胺，是具有中等亲和力的非竞争性的Ⅳ-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)的拮抗剂，主要作用于大脑中的谷酰胺系统，目前是第一个对阿尔茨海默氏病和血管型痴呆方面有显著疗效NMDA拮抗剂。但也有些对生命十分有害，不少胺类化合物有致癌作用，尤其是芳香胺，如萘胺、联苯胺等。α-萘胺对细胞和基因均具有危害作用，是一种强致癌物质[4]，联苯胺致癌机理是其分子与DNA相互作用，导致DNA分子构象发生改变，使DNA染色体变性。三苯胺和有些物质作用会发荧光，对含有三苯胺的材料有很广的使用范围，如含有三苯胺和二苯乙烯单元的有机聚合材料可以发出蓝色荧光而受到广泛的关注[5,6]，三苯胺类化合物拥有有效的传输空穴，其LUMO的能级较高可以阻挡电子穿越发光层到达正极，成为空穴传输材料的首选，而二苯乙烯单元则有其独特的光电性质。用化学氧化聚合法，以苯胺(An)为单体，过硫酸铵(APS)为氧化剂，控制反应温度，在酸性介质(无机酸和有机酸)中合成聚苯胺(PAn)。由于聚苯胺的特殊共轭结构，使其在化学传感器件等应用方面，具有非常重要的价值。聚苯胺以其原料易得、合成简单、环境稳定性好、耐高温及抗氧化性能优良和潜在的溶液及熔融加工性能等优点，在151用商品及高科技等方面有着广泛的应用前景[7]。芳香乙胺(ArCH2CH2NH2)是有机合成和医药工业重要的中间体。胡椒乙胺是合成黄连素的主要原料。3,4-二甲氧基苯乙胺是合成甲基多巴胺酚、罂栗碱以及治疗关节炎的延胡索乙素等药物的中间体[8]，同时也是一种重要的有机化工原料，是合成新一代β-受体阻断剂的主要原料。20世纪90年代以后，以3,4-二甲氧基苯乙胺为原料制备了偶氮双环辛烷衍生物以及治疗癌症的苯并嗯嗪甲酰胺衍生物[9]。

三、胺的合成方法

1.胺的烃基化

胺作为亲核试剂，将卤代物与氨溶液共热，卤代烃与氨发生SN2反应，最终产物是二级、三级胺和季胺盐的混合物。

2.含氮化合物还原

含氮化合物还原有硝基化合物的还原和C-N键化合物的还原。

硝基化合物的还原：硝基化合物可通过催化氢化、金属加酸（Fe+HCl或Sn+HCl）或LiAlH4还原成一级胺。

芳胺的制取最后是硝基化合物的还原，在化学方法中常用的还原剂为铁，锡、氯化亚锡、硫酸、醋酸和硫氢化钠等。

C-N键化合物的还原：腈、酰胺均含有C-N键，都可以还原为胺，腈被还原为一级胺，最好用LiAlH4做还原剂，产物不会生成二级胺或三级胺。

酰胺还原为胺还是用LiAlH4作还原剂，反应常在无水乙醇或四氢呋喃中进行，反应产物水解得到各级胺。

3.还原胺化

酮或醛通过还原胺化变成胺，还原胺化是氨或胺与醛或酮缩合，得到亚胺。亚胺不稳定，如存在氢及催化剂或氢化试剂，C=N键被还原而生成胺。常用的还原剂有硼氢化物，如BH3·Pyridine、ZnBH4-ZnCl2、NaBH4-MgClO4、NaBH3CN、NaBH3-Ti(OPr)4、NaBH4-RCOOH和硼氢化物交换树脂等。反应式如下：

N-金刚烷胺与醛类的反应就是这种类型的反应，如N-金刚烷胺分别与2-噻吩甲醛、2-吡啶甲醛和糠醛反应生成2-[N-(1-金刚烷基)]氨甲基噻吩、2-[N-(1-金刚烷基)]氨甲基吡咯、2-[N-(1-金刚烷基)]氨甲基呋喃。还有用联苯胺和对吡啶甲醛为原料合成N,N’-二( 4-吡啶亚甲基)联苯胺盐酸盐。

4.霍夫曼反应[3]

当酰胺用溴的碱溶液处理时，分子发生重排降解反应生成比反应物少一个的碳原子的产物。如：

5. Gabriel合成法

Gabriel合成法是制取纯净的一级胺的好方法。反应的第一步是将邻苯二甲酰亚胺在碱性溶液中与卤代烷发生SN2反应，生成N-烷基邻苯二甲酰亚胺，第二步是N-烷基邻苯二甲酰亚胺水解得到一级胺。反应如下：

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[4] 瞿万云．α-萘胺在多壁碳纳米管-DHP膜修饰电极电化学行为及其测定[J]．分析科学学报,2006,

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