醯胺

含有醯胺鍵的化合物稱為醯胺。醯胺既可看做羧酸的含氮衍生物，也可看做氨或胺的衍生物。醯胺可根據其結構分為：醯胺、醯亞胺、內醯胺及N-取代醯胺。氨分子中的兩個氫原子被醯基取代的產物叫做醯亞胺，含有醯胺鍵的環狀結構的醯胺叫做內醯胺；醯胺分子中氮原子上的氫原子被烴基取代的產物叫做N-取代醯胺。

醯胺的命名常根據醯基和氨基的名稱而稱為“某醯胺”。內醯胺的命名常用γ、δ、ε等表示氨基和羰基的相對位置。若氮上有取代基，在取代基的名稱前冠以“N”字，表示取代基在碳原子上，例如：

醯胺分子中，氮原子採取sp雜化，孤對電子所在的p軌道和羰基形成P-Π共軛。共軛的結果，不但使醯胺分子中的電子云密度和鍵長趨於平均化，也使C-N單鍵的旋轉受阻，C、N以及與C、N相連的四個原子均處在同一平面上。醯胺的這種平面構型在很大程度上影響著醯胺的理化性質和蛋白質的空間結構。

除甲醯胺是液體外，其他醯胺多為無色晶體，脂肪族N一烷基取代醯胺常為液體。由於醯胺分子問氫鍵締合能力較強，且醯胺分子的極性較大，因此其熔沸點甚至比相對分子質量相近的羧酸還高。當氨基上的氫原子被烴基取代后，由於其分子問的氫鍵締合作用減小，其熔沸點也降低。如乙酸(相對分子質量60)的熔點16.6℃，沸點118℃；乙醯胺(相對分子質量59)的熔點81℃，沸點222℃；N一甲基乙醯胺的熔點28℃，沸點204℃。

液體醯胺不但可以溶解有機化合物，而且也可以溶解許多無機化合物，是良好的溶劑。如N，N-二甲基甲醯胺(DMF)和N，N一二甲基乙醯胺可與水和大多數有機溶劑以及許多無機液體以任意比例混合，是很好的非質子極性溶劑。

低級的醯胺可溶於水，隨著相對分子質量的增大，溶解度逐漸減小。一些常見醯胺的熔、沸點常數見表。

醯胺是一種很弱的鹼，它可與強酸發生醇解反應，反應所形成加合物，如CH3CONH2·HCl，很不穩定，遇水即完全水解。醯胺也可形成金屬鹽，多數金屬鹽遇水即全部水解，但汞鹽（CH3CONH）2Hg則相當穩定。醯胺在強酸強鹼存在下長時間加熱，可水解成羧酸和氨（或胺）。醯胺在脫水劑五氧化二磷存在下小心加熱，即轉變成腈。醯胺經催化氫化或與氫化鋁鋰反應，可還原成胺。醯胺還可與次鹵酸鹽發生反應，生成少一個碳原子的一級胺。

醯胺可以通過羧酸銨鹽的部分失水，或從醯鹵、酸酐、酯的氨解來製取；腈也可部分水解，停止在醯胺階段。

低分子液態醯胺如N，N-二甲基甲醯胺、N，N-二甲基乙醯胺是優良的非質子極性溶劑，也可用作增塑劑、潤滑油添加劑和有機合成試劑。長鏈脂肪酸醯胺，如硬脂酸醯胺可作纖維織物的防水劑，芥酸醯胺是聚乙烯、聚丙烯擠塑時的潤滑劑。N，N-二羥乙基長鏈脂肪酸醯胺是非離子型表面活性劑，也是氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的增塑劑。N-磺烷基取代的長鏈脂肪酸醯胺是合成纖維的柔軟劑。二元羧酸與二元胺縮合聚合形成的聚醯胺是具有優異性能的合成纖維。

酸鹼性：醯胺一般是近中性的化合物，但在一定條件下可表現出弱酸或弱鹼性。醯胺是氨或胺的醯基衍生物，分子中有氨基或烴氨基，但其鹼性比氨或胺要弱得多。醯胺鹼性很弱，是由於分子中氨基氮上的未共用電子對與羰基的π電子形成共軛體系，使氮上的電子云密度降低，因而接受質子的能力減弱。這時C-N鍵出現一定程度的雙鍵性。然而，氮上的電子云密度降低，卻使N-H鍵的極性增加，從而表現出微弱的酸性。如果氨分子中有兩個氫原子被一個二元酸的醯基取代，則生成環狀的亞氨基化合物（醯亞胺）。由於兩個羰基的吸電子作用，使亞氨基的N-H鍵極性明顯增加，氮上的氫原子較易變為質子，而呈弱酸性。例如：

水解：醯胺在通常情況下較難水解。在酸或鹼的存在下加熱時，則可加速反應，但比羧酸酯的水解慢得多。 N-取代醯胺同樣可以進行水解，生成羧酸和胺。

與亞硝酸反應：醯胺與亞硝酸作用生成相應的羧酸，並放出氮氣。

N，N-二甲基甲醯胺（DMF）是一種透明液體，能和水及大部分有機溶劑互溶。它是化學反應的常用溶劑。純二甲基甲醯胺是沒有氣味的，但工業級或變質的二甲基甲醯胺則有魚腥味，因其含有二甲基胺的不純物。名稱來源是由於它是甲醯胺（甲酸的醯胺）的二甲基取代物，而二個甲基都位於N（氮）原子上。二甲基甲醯胺是高沸點的極性(親水性)非質子性溶劑，能促進SN2反應機構的進行。二甲基甲醯胺是利用蟻酸和二甲基胺製造的。二甲基甲醯胺在強鹼如氫氧化鈉或強酸如鹽酸或硫酸的存在下是不穩定的（尤其在高溫下），並水解為蟻酸與二甲基胺。

主要用作工業溶劑，醫藥工業上用於生產維生素、激素，也用於製造殺蟲脒。在有機反應中，二甲基甲醯胺不但廣泛用作反應的溶劑，也是有機合成的重要中間體。農藥工業中可用來生產殺蟲脒。

（1）尿素

尿素又稱脲，是碳酸的二醯胺。尿素是哺乳動物體內蛋白質代謝的最終產物，存在於動物的尿中。許多含氮化合物在代謝過程中所釋放的氨是有毒的，通過轉變為尿素從尿中排出而使氨的濃度降低。正常成人每天排泄的尿中約含尿素30g。尿素為無色晶體，熔點133℃，易溶於水和乙醇，難溶於乙醚。尿素是很重要的物質，用途廣泛。它在農業上用作高效固體氮肥，也是有機合成的重要原料。用於合成藥物、塑料等。尿素本身也是藥物，對降低腦顱內壓和眼內壓有顯著療效。尿素具有醯胺的結構，有醯胺的一般化學性質。但因兩個氨基連在一個羰基上，所以它又表現出某些特殊的性質。

a．弱鹼性 尿素分子中有兩個氨基，其中一個氨基可與強酸成鹽，故呈弱鹼性。尿素的硝酸鹽、草酸鹽均難溶於水而易結晶。利用這種性質，可從尿液中提取尿素。

b．水解反應 尿素是醯胺類化合物，在酸、鹼或尿素酶的作用下很易水解。

c．縮二脲的生成及縮二脲反應 尿素是一種特殊的醯胺，它的兩個氨基連在同一個羰基上，所以它又有與一般醯胺不同的性質。若將尿素加熱到稍高於它的熔點時，則發生雙分子縮合，兩分子尿素脫去一分子氨而生成縮二脲。縮二脲是無色針狀晶體，熔點190℃，難溶於水，能溶於鹼液中。它在鹼性溶液中與少量的硫酸銅（CuSO4）溶液作用，即顯紫紅色，這個顏色反應叫做縮二脲反應。凡分子中含有兩個或兩上以上醯胺鍵（肽鍵）合物如多肽、蛋白質等都能發生這種顏色反應。

（2）丙二醯脲

尿素與醯氯、酸酐或酯作用，則生成相應的醯脲。例如，尿素與丙二醯氯反應生成丙二醯脲。丙二醯脲是無色晶體，熔點245℃，微溶於水。它的分子中含有 及 的結構，可發生酮式-烯醇式互變異構：由於丙二醯脲中由酮式轉變為烯醇式而呈酸性，所以丙二醯脲又稱巴比土酸。巴比土酸本身沒有藥理作用，但它的C-5亞甲基上的兩個氫原子都被烴基取代（5，5-二取代）后所得許多取代物，卻是一類重要的鎮靜催眠葯，總稱為巴比妥類藥物。其通式為：巴比妥類藥物很多，主要的有巴比妥、苯巴比妥（魯米那）、戊巴比妥、異戊巴比妥等。它們是晶體或結晶性粉末，難溶於水，能溶於一般有機溶劑中。巴比妥類催眠葯的鈉鹽，可作注射用。

（3）磺胺類及氯胺類藥物

烴分子中的氫原子被磺基（-SO3H）取代而成的化合物叫磺酸。芳香磺酸最為重要，例如苯磺酸。磺酸的化學性質與羧酸類似，但酸性比羧酸強得多。苯磺醯氯與氨或胺作用，可生成磺醯胺。在醫藥上，重要的磺醯胺類化合物有磺胺類藥物及氯胺類藥物。

a．磺胺類藥物：磺胺類藥物是優良的化學治療劑，開始應用於20世紀30年代。它們能抑制多種細菌，如鏈球菌、葡萄球菌、肺炎球菌、腦膜炎球菌、痢疾桿菌等的生長和繁殖，因此常用以治療由上述細菌所引起的疾病。最簡單的磺胺類藥物是對氨基苯磺醯胺，簡稱磺胺（SN）。磺胺是無色晶體，熔點163℃，味微苦，微溶於水。磺胺能溶於強酸或強鹼溶液中，這是由於它在苯環上連有氨基，因此能與酸作用生成鹽；同時。與磺胺基結合的氨基上的氫原子，因受磺醯基的影響而呈酸性，故又能與鹼作用。磺胺口服時副作用很大，僅外用以治療化膿性創傷。為了減少磺胺的副作用，一般採用其它原子團取代磺醯氨基上的氫原子，其副作用較小，稱為磺胺類藥物。磺胺類藥物的抗菌譜廣，性質穩定，口服吸收良好，使用方便。表18-2是一些常見的磺胺類藥物。甲氧芐氨嘧啶（TMP），在化學結構上不屬於磺胺類，但它能加強磺胺葯的作用，也能增強多種抗生素的療效，稱為磺胺增效劑，常與磺胺類藥物或抗生素伍用。甲氧苄氨嘧啶（TMP) 常見的磺胺類藥物

b．氯胺類藥物：苯磺醯胺分子中，氨基的氫原子被氯原子取代的化合物叫做氯胺類藥物。例如：氯胺類藥物是白色或黃色結晶性粉末，微具氯氣味。能溶於水及乙醇，難溶於乙醚等有機溶劑。氯胺類藥物都是氧化劑，它們與水反應生成次氯酸或次氯酸鈉，而有殺菌和對化學毒劑的消毒作用，故在軍事醫學上有重要意義。