胺類、酰胺類化合物及氨基酸酸堿性表現(xiàn)討論

侯前進(jìn)

【中圖分類號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）10 -0226-02

胺類、酰胺類化合物及氨基酸均是含氮化合物，其酸堿性表現(xiàn)可在氮原子向氫離子提供孤對(duì)電子的能力大小范疇內(nèi)進(jìn)行討論。

1.胺類化合物的酸堿性

（1）胺類化合物堿性

所謂胺類化合物系指氨分子（NH3）中的三個(gè)氫原子被烴基逐一取代形成的一類含氮化合物。在水溶液體系里，由于胺類化合物中的氮原子具有向氫離子（來自于水分子的電離）提供孤對(duì)電子，進(jìn)而以配位鍵與其鍵合，形成陽(yáng)離子；這樣，水電離出來的氫離子與氫氧根離子不再保持1：1比例，由于胺類化合物中的氮原子選擇性地結(jié)合了氫離子，使得胺類化合物溶液中[H+]<[OH-]，故，胺類化合物的水溶液顯堿性。

（2）胺類化合物堿性強(qiáng)弱

事物的某種屬性的強(qiáng)弱是相對(duì)的，故討論需要有一合理的 “參照系”，由于胺類化合物與氨的堿性有“千絲萬縷”的關(guān)聯(lián)，因此，以一水合氨（NH3.H2O）的堿性作為參照基點(diǎn)。由胺類化合物組成及結(jié)構(gòu)可知，在胺類化合物中的氮原子總是與1～3個(gè)烴基相連接，由于烴基屬于供電子基團(tuán)，增強(qiáng)了胺類化合物中氮原子向氫離子提供孤對(duì)電子的能力，相比之下，其堿性> NH3.H2O。如在胺類化合物自身系統(tǒng)內(nèi)比較，則可發(fā)現(xiàn)，連接有三個(gè)甲基的叔胺堿性應(yīng)最強(qiáng)，而最簡(jiǎn)單的芳香胺苯胺堿性則最弱：因?yàn)榧谆╇娮幽芰ψ顝?qiáng)；而苯胺堿性最弱是因?yàn)榘被械牡优c苯環(huán)直接相連，由于P-π共軛效應(yīng)，使得苯胺氨基上的氮原子向氫離子提供孤對(duì)電子的能力大大降低，所以其堿性與脂肪胺、氨相比都是最弱的。

2.酰胺類化合物酸堿性

（1）酰胺類化合物是酰基與氨基或烴氨基構(gòu)成，由于氨基或烴氨基與酰基上的羰基碳原子直接相連，受羰基上的氧原子吸引電子的誘導(dǎo)效應(yīng)影響，明顯降低了氨基或烴氨基中的氮原子向向氫離子提供孤對(duì)電子的能力，因此，酰胺類化合物在酸堿性方面往往表現(xiàn)為近乎中性。

（2）對(duì)于象尿素（脲）這樣的酰胺類化合物，由于其結(jié)構(gòu)中有兩個(gè)氨基與羰基碳相連接，分散、弱化了羰基上氧原子對(duì)氨基的誘導(dǎo)效應(yīng)，所以，與一般酰胺類化合物的近中性不同，尿素則表現(xiàn)出一定的弱堿性，如尿素可與草酸結(jié)合生成不溶于水的草酸脲。

3.氨基酸的酸堿性

氨基酸按結(jié)構(gòu)可分為一羧基一氨基、一羧基兩氨基、兩羧基一氨基三種氨基酸；對(duì)于一羧基一氨基氨基酸，由于羧基與氨基數(shù)目是1：1關(guān)系，如甘氨酸（氨基乙酸）結(jié)構(gòu)為H2N-CH3COOH，其羧基的酸性與氨基的堿性相互抵消近乎中性，即為中性氨基酸；對(duì)于一羧基兩氨基氨基酸，由于氨基數(shù)目多于羧基，所以，其溶液酸堿性表現(xiàn)為堿性，如賴氨酸：NH2CH2 CH2 CH2 CH2CH（NH2）COOH則為堿性氨基酸；對(duì)于兩羧基一氨基氨基酸，其結(jié)構(gòu)中羧基數(shù)目多于氨基，故顯酸性，如天門冬氨酸：HOOCCH2CH（NH2）COOH。

4. 酰亞胺的酸堿性

氨分子中兩個(gè)氫原子被酰基取代的產(chǎn)物叫酰亞胺。由于酰亞胺結(jié)構(gòu)中具有兩個(gè)酰基這個(gè)特點(diǎn)，使得羰基上氧原子對(duì)亞氨基上的氮原子的誘導(dǎo)效應(yīng)極其顯著，這樣，氮原子上的孤對(duì)電子無法提供給外來氫離子，并且，這種誘導(dǎo)效應(yīng)還使亞氨基上唯一的氫原子與氮原子之間的N-H鍵表現(xiàn)出明顯的極性：酰亞胺分子中與氮原子連接的氫原子可以質(zhì)子的形式離去，所以酰亞胺具有弱酸性。

5.討論

綜上所述，可以有以下結(jié)論：（1）有機(jī)化合物含氮是可能表現(xiàn)堿性的定性基礎(chǔ)。（2）含氮有機(jī)化合物實(shí)際表現(xiàn)出酸性還是堿性及其強(qiáng)弱，則由其具體結(jié)構(gòu)決定，這是含氮有機(jī)化合物堿性強(qiáng)弱可進(jìn)行定量討論的基礎(chǔ)。