胺
地区词
在中国大陆(即便繁体),“胺”(读作:àn/ㄢˋ)仅用于后缀,即当氨基是化合物主要官能团时在词尾出现,例如“亚硝”(主要官能团为氨基);作为次要官能团及读取官能团名称时则用“氨”(读作:ān/ㄢ),如“基酸”、“苯丙酸”(主要官能团为羧基)等;“铵(根)”、“(亚)氨(基)”与“胺”类似“氢氧(根)”、“水/羟(基)”与“醇/酚”的对立。
在港澳台,“胺”(胺与氨均读作:ㄢ/ān)更为广义地包含任何氨基官能团(如“基酸”、“苯丙酸”),而“氨”字则仅包含氨气和氨水;“铵(根)”、“氨”与“(亚)胺(基)”类似“氢氧(根)”、“水”与“羟(基)/醇/酚”的对立。
注意:不应将「胺」(-amine/-imine)写成「氨」(ammonia),两者意义与英文名称皆不相同;-imin(o)- 与 -amin(o)-基,则分地区自由选择。
胺的分类
此外,胺还可根据氨分子上被取代的氢原子数量,顺次分为伯胺()、仲胺()、叔胺()。此外,还有季铵盐(铵盐),可以看成是铵根离子(NH4+)的四个氢都被取代的产物。
一级胺 | 二级胺 | 三级胺 | 四级铵盐 |
---|---|---|---|
伯胺 | 仲胺 | 叔胺 | 季铵盐 |
RNH₂ | R₂NH | R₃N | R₄N⁺X⁻ |
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命名法
胺有几个命名法。一般地,胺类化合物有「氨基」前缀或「胺」后缀。前缀「N-」表示氮原子被取代。有多个胺基的有机化合物称为二胺、三胺、四胺等。
一些常见胺类的系统名称:
低级胺类有「胺」后缀。
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高级胺类的胺是官能团,使用「氨基」。IUPAC不建议采用这个惯例,反而建议使用如戊-2-胺的格式。
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物理性质
一级胺及二级胺的物理性质主要受氢键影响,然而因为氮与氢阴电性的差别(3.0 − 2.1 = 0.9)并无氢和氧间(3.5 − 2.1 = 1.4)那么大,所以一般N-H...H氢键较不像O-H...H键那么强,故胺的沸点一般较相对的磷烃为高,却低于相对应的醇。 例如,
乙烷 | 甲胺 | 甲醇 | |
---|---|---|---|
分子量 | 30 | 31 | 32 |
沸点 | -88 | -7 | 65 |
甲胺和乙胺在室温之下为气体,但甲醇和乙醇在室温之下为液体。甲醇与甲胺分子量相近,其沸点差异却甚大。 几乎所有胺类皆与水形成氢键,所以比同分子量的烃易溶于水,低分子量的胺类与水完全互溶,高分子胺类只适量溶于水。 气体胺带有一种类似氨的气味,液体胺则带有一种容易辨出的鱼腥味。
合成
卤化物氨解(Ammonolysis of halides)
氨或胺氮上有孤对电子,作为亲核试剂与卤代烷发生亲核取代反应,按SN2机理进行。许多有机卤化物以氨水溶液或氨溶液处理则变成胺类:
- RX + NH3 → RNH3 + X-
- RNH3+X- + NH3 → RNH2 + NH4+ + X-
- (X为卤素)
用醇制备
胺的主要合成方法是氨的烷基化。工业上使用醇与氨合成有机胺:
- ROH + NH3 → RNH2 + H2O
这些反应需要使用催化剂、特制仪器及额外纯化,因为得到的是一、二、三级胺的混合物,需要提高反应的选择性。
其它方法
其它胺合成方法见下表:
反应名称 | 原料 | 注释 |
---|---|---|
盖布瑞尔伯胺合成反应 | 卤代烷 | 试剂:邻苯二甲酰亚胺。制备一级胺的高选择性方法。 |
施陶丁格反应 | 叠氮化物 | 也可使用还原剂四氢铝锂。 |
施密特反应 | 羧酸 | |
Aza-Baylis–Hillman反应 | 亚胺 | 烯丙基胺的合成 |
霍夫曼降解 | 酰胺 | 只适用于制备一级胺,并且不会有二三级胺副产物。 |
霍夫曼消除反应 | 季铵盐 | 强碱处理得季铵碱,再消除 |
酰胺还原 | 酰胺 | 酰胺被强还原剂如四氢铝锂还原 |
腈催化加氢 | 腈 | |
硝基化合物的还原 | 硝基化合物 | 还原剂可以是锌,锡,铁,在酸溶液中 |
杜勒平反应 | 卤代烃 | 试剂六亚甲基四胺 |
Buchwald–Hartwig偶联反应 | 卤代芳香烃 | 合成芳胺的重要方法。 |
门秀金反应 | 叔胺 | 生成季铵盐 |
胺加成 | 烯烃与炔烃 | |
Hofmann–Löffler–Freytag反应 | N-卤代胺 |
参考资料
- 邢其毅等.《基础有机化学》第三版 下册.北京:高等教育出版社,2005年.ISBN 978-7-04-017755-8
参见
- 酰胺
- 酰亚胺
- 亚胺