苏教版 (2019)选择性必修3第二单元 胺和酰胺学案

第二单元　胺和酰胺

基础课时15　胺和酰胺

一、胺的结构与应用

1．胺的定义：氨分子中的氢原子被烃基取代而形成的一系列的衍生物称为胺。

2．胺的分子结构：与氨气类似，都是三角锥形。

3．胺的分类

(1)根据氢上被烷基取代的数目，胺可分为一级胺(伯胺)RNH2，二级胺(仲胺)R2NH，三级胺(叔胺) R3N。

(2)根据胺分子中含有氨基的数目，可以将胺分为一元胺、二元胺、三元胺等。

(3)根据烃基的不同，胺可分为脂肪胺和芳香胺。如乙胺CH3CH2NH2、苯胺C6H5NH2。

4．胺类化合物的命名

结构简单的胺常用普通命名法，在烃基后直接加“胺”， 如乙胺、二甲胺、苯胺等。更多的胺类化合物则采用系统命名法。命名胺类化合物时应注意“氨”“胺”“铵”字的用法。表示基团时用“氨”，如甲氨基(CH3NH—)；表示氨的烃类衍生物时用“胺”；表示胺的盐时用“铵”。伯、仲、叔胺中分别含有氨基(—NH2)、亚氨基(—NH—) 和次氨基()。

5．胺的性质

(1)胺与氨气结构相似，也具有碱性，可以与酸反应生成类似的铵盐。乙胺与盐酸反应，生成氯化乙铵。化学方程式为CH3CH2NH2＋HCl―→CH3CH2NHCl－ 。

(2)胺的碱性比较弱，在其盐中加入强碱，可得到有机胺。

CH3CH2NHCl－＋NaOH―→CH3CH2NH2＋NaCl＋H2O

(3)在胺类药物的合成中，常利用胺与酸或强碱的反应将某些难溶于水、易被氧化的胺，转化为可溶于水的铵盐，增加药物的稳定性，便于保存和运输。

(4)胺易溶于有机溶剂，而铵盐溶于水但不溶于有机溶剂；向铵盐溶液中加强碱，又转化为有机胺。借助上述过程，实验室可从含有胺的植物组织中分离、提纯胺类化合物(生物碱)。著名的抗疟药物奎宁就是从树皮中提取出来的一种生物碱。

6．几种常见胺的应用

(1)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)为无色透明液体，溶于水和醇，具有扩张血管的作用。它是制备药物、乳化剂和杀虫剂的原料。乙二胺的戊酸盐是治疗动脉硬化的药物。乙二胺与氯乙酸作用，生成乙二胺四乙酸，简称EDTA，它是重要的分析试剂。

(2)己二胺[H2N(CH2)6NH2]是一种在高分子合成中广泛应用的二元胺，它是合成化学纤维“尼龙­66”的主要原料。

(3)苯胺是染料工业中最重要的原料之一。

　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)胺的分子结构与氨气类似，都是三角锥形。                             (√)

(2)胺根据烃基的不同，可分为脂肪胺和芳香胺。 (√)

(3)胺和铵盐都易溶于有机溶剂。  (×)

二、酰胺的结构与应用

1．定义：酰胺是羧酸分子中烃基被氨基或烃氨基取代得到的化合物。酰胺其结构一般表示为，其中的叫作酰基，叫作酰胺基。

2．常见的酰胺

对乙酰氨基酚(“扑热息痛”)：

“尼龙­66”：

3．化学性质

在二肽、多肽及蛋白质中，酰胺键又称肽键。酰胺与酯类有机化合物一样，都是羧酸衍生物，两者的结构类似，因此酰胺具有与酯类相似的性质。

(1)乙酰胺与酸的反应

2CH3CONH2＋2H2O＋H2SO42CH3COOH＋(NH4)2SO4。

(2)乙酰胺与碱的反应

CH3CONH2＋NaOHCH3COONa＋NH3↑。

(3)乙酰胺的制备

CH3COOH＋NH3CH3CONH2＋H2O。

4．用途：常用作溶剂和化工原料，如N，N­二甲基甲酰胺，除了以上用途，还可以用于合成农药、医药等。

　下列关于氨、铵盐、胺、酰胺的说法错误的是(　　)

A．胺的官能团是

B．酰胺在碱性条件下水解生成氨气，在酸性条件下水解生成羧酸与铵盐

C．一定条件下，酰胺基可以与氢气发生加成反应

D．氨、胺、酰胺均可与酸反应，铵盐、酰胺均可与碱反应

A　[胺的官能团是—NH2。 ]

含碳原子数较多的胺难溶于水，易被氧化；铵盐则很难被氧化或发生其他副反应，水溶性和稳定性好，可制成溶液，口服或注射。因此，许多药物和具有生理活性的胺通常以盐的方式保存和使用。例如，中草药麻黄的主要成分麻黄碱[2­甲氨基­苯丙烷­1­醇]，它的熔点只有79 ℃，鱼腥味重，易被氧化，在临床上用于治疗习惯性支气管哮喘，预防哮喘发作以及过敏等；而它的盐酸盐熔点为217 ℃，不易被氧化，也无难闻的气味。因此，通常使用的药物是麻黄碱盐酸盐。

1．胺与氨气的结构类似，预测胺有什么样的化学性质。

[提示]　氨气是一种碱性气体，可与酸反应生成盐，因此预测胺也具有碱性，可以与酸反应生成类似的铵盐。

2．铵盐加入强碱可以生成氨气，预测在胺形成的盐中加入强碱能否生成有机胺？

[提示]　胺的碱性比较弱，在其盐中加入强碱能生成有机胺。

胺的碱性

胺和氨气结构相似，水溶液呈弱碱性。这是由于胺分子中氮原子上未共用的电子对能接受水中的H＋，使溶液中的OH－浓度增大，所以溶液呈碱性。

NH3＋H2ONH＋OH－

R—NH2＋H2OR—NH＋OH－

胺都是弱碱，不同的胺碱性强弱不同。

胺能与强酸作用生成盐。例如：

胺的盐是结晶性固体，有固定的熔点。铵盐易溶于水，其水溶液与氢氧化钠等强碱作用，可游离出原来的胺。例如：

因此，可利用胺的碱性与成盐的性质，鉴别、分离提纯胺。

1．心酮胺是治疗冠心病的药物，它具有如图结构简式。下列关于心酮胺的叙述错误的是(　　)

A．可以发生加成反应　　 B．可以发生消去反应

C．可以发生银镜反应   D．可以发生酯化反应

C　[根据有机物结构简式可知分子中含有醚键、羰基、羟基、苯环，因此可以发生加成反应、消去反应和酯化反应，但不能发生银镜反应。]

2．我国国家药品监督管理局禁止使用含有PPA的抗感冒药物。PPA是盐酸苯丙醇胺的英文缩写，已知苯丙醇胺的结构简式如图，下列对苯丙醇胺叙述错误的是(　　)

A．一定条件下，可以发生消去反应

B．一定条件下与Br2可以发生苯环上的取代反应

C．具有弱碱性，可与强酸反应生成盐

D．具有弱酸性，可与强碱反应生成盐

D　[A．含有羟基，羟基邻位碳原子含有氢原子，可发生消去反应，故A正确；

B．在催化剂作用下可发生苯环上的取代反应，故B正确；

C．含有氨基，具有弱碱性，可与强酸反应生成盐，故C正确；

D．分子不具有酸性，故D错误。]

聚丙烯酰胺(PAM)是由单体丙烯酰胺加成聚合形成的高分子化合物。

聚丙烯酰胺具有良好的絮凝性，其水溶液的黏度很高，因此是一种优良的增稠剂，广泛应用于废水处理、石油开采、造纸等行业。在处理废水时加入聚丙烯酰胺，能促进杂质凝聚下沉；在石油开采中，利用聚丙烯酰胺来调节钻井液的黏稠度；造纸时添加聚丙烯酰胺，能提高纸张的质量，增强浆料脱水性能，减少原材料的消耗以及对环境的污染。

1．酰胺的概念是什么？酰胺具有什么样的结构？

[提示]　酰胺是羧酸中的羟基被氨基或烃氨基取代形成的化合物。酰胺可看作是另一种含氮的烃衍生物，也可看作是羧酸的衍生物。酰胺的通式可表示为，酰胺中N原子几乎无碱性。

2．根据酰胺的结构，预测酰胺有哪些主要的化学性质？

[提示]　(1)酰胺无明显的碱性，二酰亚胺类化合物有一定的弱酸性　(2)能发生水解反应　(3)能与亚硝酸反应

3．尿素具有什么样的结构？尿素能发生水解吗？

[提示]　尿素简称脲，在结构上可以看作是碳酸分子中的2个羟基被氨基取代而形成的化合物，也称为碳酰二胺。

尿素含有酰胺基，其化学性质具有酰胺的通性，在酸性条件下水解生成羧酸和铵盐，在碱性条件下生成羧酸盐和氨气。

1．酰胺的主要化学性质

(1)酸碱性

酰胺无明显的碱性，二酰亚胺类化合物受两个酰基影响，N—H键极性增加，显弱酸性。

(邻苯二甲酰亚胺)

(2)水解反应

酰胺在强酸、强碱或酶的催化下，发生水解反应生成羧酸(或羧酸盐)和氨、胺(或铵盐)。

(3)与亚硝酸反应

伯酰胺与亚硝酸作用，生成羧酸，并放出氮气。

2．尿素的水解

尿素在酸、碱或尿素酶的催化下可发生水解反应，生成二氧化碳、氨或铵

1．头孢羟氨苄(如图所示)被人体吸收的效果良好，疗效明显，且毒性反应极小，因而广泛适用于敏感细菌所致的多种疾病的治疗。已知酰胺(CON)键可以在碱性条件下水解。下列对头孢羟氨苄的说法正确的是(　　)

A．头孢羟氨苄的化学式为C16H14N3O5S·H2O

B．1 mol头孢羟氨苄分别与NaOH溶液和浓溴水反应时，需消耗4 mol NaOH和3 mol Br2

C．在催化剂存在的条件下，1 mol头孢羟氨苄可与7 mol H2发生反应

D．头孢羟氨苄能在空气中稳定存在

B　[A．根据有机物结构简式，推出头孢羟氨苄化学式为C16H17N3O5S·H2O，故A错误；B．根据结构简式，能与NaOH反应的官能团是酚羟基、羧基和酰胺键，1 mol该有机物中含有1 mol酚羟基、2 mol酰胺键、1 mol羧基，1 mol该有机物共消耗氢氧化钠4 mol，能与Br2发生反应的是酚羟基的邻位、对位和碳碳双键，即1 mol该有机物消耗3 mol Br2，故B正确；C．能与H2发生反应的是苯环和碳碳双键，1 mol该有机物能与4 mol H2发生加成反应，故C错误；D．含有酚羟基，酚羟基容易被氧气氧化，因此头孢羟氨苄不能在空气中稳定存在，故D错误。]

2．N­苯基苯甲酰胺广泛应用于药物，可由苯甲酸与苯胺反应制得，由于原料活性低，可采用硅胶催化、微波加热的方式，微波直接作用于分子，促进活性部位断裂，可降低反应温度。取得粗产品后经过洗涤、重结晶等，最终得到精制的成品。已知：

下列说法不正确的是(　　)

A．反应时断键位置为C—O键和N—H键

B．微波催化能减少该反应的热效应

C．产物可选用乙醇作为溶剂进行重结晶提纯

D．硅胶吸水，能使反应进行更完全

B　[A． 苯甲酸与苯胺发生取代反应，酸脱羟基氨脱氢，故A正确；B．微波加热增加了反应的热效应，故B错误；C．根据相似相溶原理，N­苯基苯甲酰胺易溶于乙醇，故C正确；D．硅胶吸水，有利于反应正向进行，故D正确。]

1．化合物中的—OH被氨基—NH2取代所得的化合物称为酰胺。下列化合物中可以看作酰胺的是(　　)

A．HCOONH4　　　　　　 B．CH(NH2)3

C．H2N—CH2—COOH   D．CO(NH2)2

D　[A．HCOONH4中不含氨基，不属于酰胺，故A错误；B．CH(NH2)3中没有羰基，不属于酰胺，故B错误；C．H2N—CH2—COOH中含有氨基和羧基，属于氨基酸，不属于酰胺，故C错误；D．尿素中含有—CONH2结构，属于酰胺，故D正确。]

2．卫生部发出公告，提醒人们慎食薯条，因为其中含有剧毒物质丙烯酰胺。已知乙酰胺的结构简式为CH3CONH2，苯甲酰胺的结构简式为C6H5CONH2，则丙烯酰胺的结构简式为(　　)

A．CH3CH2CONH2

B．CH3CH2COONH4

C．CH2===CHCONH2

D． CH2===CHCONH4

C　[据题目信息可知乙酰为CH3CO，苯甲酰为C6H5CO，则丙烯酰为CH2===CHCO，因此丙烯酰胺的结构简式为CH2===CHCONH2，故选C。]

3．乙酰苯胺是磺胺类药物的原料，其结构如图所示，关于乙酰苯胺的说法正确的是(　　)

A．分子式为C8H9NO

B．乙酰苯胺是一种芳香烃

C．1 mol乙酰苯胺最多能和含2 mol NaOH的水溶液完全反应

D．分子中所有原子一定在同一平面上

A　[A．根据该有机物的结构简式可知，分子式为C8H9NO，故A正确；

B．该有机物含有碳、氢、氧、氮元素，不属于芳香烃，故B错误；

C．断裂1 mol—CO—NH—键，消耗1 mol NaOH，故C错误；

D．甲烷的结构为正四面体结构，因该分子含有甲基，所以分子中所有原子一定不在同一平面上，故D错误。]

4．丙烯酰胺(H2C===CH—CONH2)具有中等毒性，它对人体可造成神经毒性和遗传毒性。丙烯酰胺主要是由高碳水化合物、低蛋白质的植物性食物在加热(120 ℃以上)烹调过程中形成，特别在烘烤、油炸时更易形成。丙烯酰胺可以进一步形成在工业上有用的聚丙烯酰胺类物质。

回答下列问题：

(1)D的结构简式为________________，F的结构简式为________________。

(2)指明下列反应类型：A→B________，C→D________。

(3)丙烯酰胺有多种同分异构体，写出分子中同时含有醛基和碳碳双键的同分异构体：____________________________________________________________

________________________________________________________________。

(4)写出D→E的化学方程式：________________________________________

________________________________________________________________。

2分子C在浓硫酸作用下可形成一个六元酯环，该反应的化学方程式为_____________________________________________________________________

________________________________________________________________。

[解析]　A发生水解反应生成B，由A、B的分子组成可知，B为葡萄糖，B在一定条件下反应生成C，C在浓硫酸、加热条件下反应生成D，D与氨气反应生成E，E通过加聚反应生成聚丙烯酰胺F，则E是丙烯酰胺H2C===CH—CONH2，结合C的分子式逆推，C为CH3CH(OH)COOH，D为CH2===CH—COOH，F为，2分子的CH3CH(OH)COOH在浓硫酸催化作用下可形成一个六元酯环，该化合物为。