胺類、酰胺類化合物及氨基酸酸堿性表現討論

侯前進

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】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，其酸堿性表現可在氮原子向氫離子提供孤對電子的能力大小范疇內進行討論。

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）提供孤對電子，進而以配位鍵與其鍵合，形成陽離子；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）胺類化合物堿性強弱

事物的某種屬性的強弱是相對的，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”的關聯，因此，以一水合氨（NH3.H2O）的堿性作為參照基點。由胺類化合物組成及結構可知，在胺類化合物中的氮原子總是與1～3個烴基相連接，由于烴基屬于供電子基團，增強了胺類化合物中氮原子向氫離子提供孤對電子的能力，相比之下，其堿性> NH3.H2O。如在胺類化合物自身系統內比較，則可發現，連接有三個甲基的叔胺堿性應最強，而最簡單的芳香胺苯胺堿性則最弱：因為甲基供電子能力最強；而苯胺堿性最弱是因為氨基中的氮原子與苯環直接相連，由于P-π共軛效應，使得苯胺氨基上的氮原子向氫離子提供孤對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效應影響，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電子的能力，因此，酰胺類化合物在酸堿性方面往往表現為近乎中性。

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

3.氨基酸的酸堿性

氨基酸按結構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；對于一羧基一氨基氨基酸，由于羧基與氨基數目是1：1關系，如甘氨酸（氨基乙酸）結構為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；對于一羧基兩氨基氨基酸，由于氨基數目多于羧基，所以，其溶液酸堿性表現為堿性，如賴氨酸：NH2CH2 CH2 CH2 CH2CH（NH2）COOH則為堿性氨基酸；對于兩羧基一氨基氨基酸，其結構中羧基數目多于氨基，故顯酸性，如天門冬氨酸：HOOCCH2CH（NH2）COOH。

4. 酰亞胺的酸堿性

氨分子中兩個氫原子被酰基取代的產物叫酰亞胺。由于酰亞胺結構中具有兩個酰基這個特點，使得羰基上氧原子對亞氨基上的氮原子的誘導效應極其顯著，這樣，氮原子上的孤對電子無法提供給外來氫離子，并且，這種誘導效應還使亞氨基上唯一的氫原子與氮原子之間的N-H鍵表現出明顯的極性：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，可以有以下結論：（1）有機化合物含氮是可能表現堿性的定性基礎。（2）含氮有機化合物實際表現出酸性還是堿性及其強弱，則由其具體結構決定，這是含氮有機化合物堿性強弱可進行定量討論的基礎。