胺类、酰胺类化合物及氨基酸酸碱性表现讨论 【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)10 -0226-02 胺类、酰胺类化合物及氨基酸均是含氮化合物,其酸碱性表现可在氮原子向氢离子提供孤对电子的能力大小范畴内进行讨论。 1.胺类化合物的酸碱性 (1)胺类化合物碱性 所谓胺类化合物系指氨分子(NH3)中的三个氢原子被烃基逐一取代形成的一类含氮化合物。在水溶液体系里,由于胺类化合物中的氮原子具有向氢离子(来自于水分子的电离)提供孤对电子,进而以配位键与其键合,形成阳离子;这样,水电离出来的氢离子与氢氧根离子不再保持 1:1 比例,由于胺类化合物中的氮原子选择性地结合了氢离子,使得胺类化合物溶液中[H+] NH3.H2O。如在胺类化合物自身系统内比较,则可发现,连接有三个甲基的叔胺碱性应最强,而最简单的芳香胺苯胺碱性则最弱:因为甲基供电子能力最强;而苯胺碱性最弱是因为氨基中的氮原子与苯环直接相连,由于 P-π共轭效应,使得苯胺氨基上 的氮原子向氢离子提供孤对电子的能力大大降低,所以其碱性与脂肪胺、氨相比都是最弱的。 2.酰胺类化合物酸碱性 (1)酰胺类化合物是酰基与氨基或烃氨基构成,由于氨基或烃氨基与酰基上的羰基碳原子直接相连,受羰基上的氧原子吸引电子的诱导效应影响,明显降低了氨基或烃氨基中的氮原子向向氢离子提供孤对电子的能力,因此,酰胺类化合物在酸碱性方面往往表现为近乎中性。 (2)对于象尿素(脲)这样的酰胺类化合物,由于其结构中有两个氨基与羰基碳相连接,分散、弱化了羰基上氧原子对氨基的诱导效应,所以,与一般酰胺类化合物的近中性不同,尿素则表现出一定的弱碱性,如尿素可与草酸结合生成不溶于水的草酸脲。 3.氨基酸的酸碱性 氨基酸按结构可分为一羧基一氨基、一羧基两氨基、两羧基一氨基三种氨基酸;对于一羧基一氨基氨基酸,由于羧基与氨基数目是 1:1 关系,如甘氨酸(氨基乙酸)结构为 H2N-CH3COOH,其羧基的酸性与氨基的碱性相互抵消近乎中性,即为中性氨基酸;对于一羧基两氨基氨基酸,由于氨基数目多于羧基,所以,其溶液酸碱性表现为碱性,如赖氨酸:NH2CH2 CH2 CH2 CH2CH(NH2)COOH 则为碱性氨基酸;对于两羧基一氨基氨基酸,其结构中羧基数目多于氨基,故显酸性,如天门冬氨酸:HOOCCH2CH(NH2)COOH。 4. 酰亚胺的酸碱性 氨分子中两个氢原子被酰基取代的产物叫酰亚胺。由于酰亚胺结构中具有两个酰基这个特点,使得羰基上氧原子对亚氨基上的氮原子的诱导效应极其显著,这样,氮原子上的孤对电子无法提供给外来氢离子,并且,这种诱导效应还使亚氨基上唯一的氢原子与氮原子之间的 N-H 键表现出明显的极性:酰亚胺分子中与氮原子连接的氢原子可以质子的形式离去,所以酰亚胺具有弱酸性。 5.讨论 综上所述,可以有以下结论:(1)有机化合物含氮是可能表现碱性的定性基础。(2)含氮有机化合物实际表现出酸性还是碱性及其强弱,则由其具体结构决定,这是含氮有机化合物碱性强弱可进行定量讨论的基础。