胺的堿性
與氨一樣,胺的氮原子上均有未共用的電子對(duì),可以接受質(zhì)子,呈堿性。

質(zhì)子化的過程發(fā)生在孤對(duì)電子上,形成穩(wěn)定的銨離子和氫氧根負(fù)離子,因此胺的堿性比醇強(qiáng)。胺的水溶液的解離程度,可反映胺與質(zhì)子的結(jié)合能力,即胺的堿性強(qiáng)弱,因此可用胺的水溶液的堿解離常數(shù)Kb或其對(duì)數(shù)的負(fù)值 pKb來(lái)表示胺的堿性強(qiáng)度。Kb越大或者pKb 越小,說(shuō)明氮與質(zhì)子結(jié)合能力越強(qiáng),也就是胺的堿性越強(qiáng)。
(一)脂肪胺
1、在脂肪胺中,由于烷基屬于給電子基團(tuán),使得氮原子的電荷密度增加,此外與酸反應(yīng)后形成的銨離子也會(huì)因正電荷容易分散而穩(wěn)定。銨離子越穩(wěn)定,胺的堿性越強(qiáng),因此脂肪胺的堿性比氨強(qiáng);胺中烷基越多,堿性也應(yīng)該越強(qiáng)。大多數(shù)的脂肪胺的堿性比氨強(qiáng),而芳香胺的堿性比氨弱。
1、? 從電子誘導(dǎo)效應(yīng)來(lái)看,氨的氮原子上烷基取代逐漸增多,堿性也就逐漸增強(qiáng);而從溶劑化效應(yīng)來(lái)看,烷基取代越多,則胺的氮原子上的氫越少,溶劑化程度亦逐漸減少,堿性也就減弱。
2、? 脂肪胺一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)胺堿性的強(qiáng)弱,是電子誘導(dǎo)效應(yīng)與溶劑化效應(yīng)二者綜合的結(jié)果。這是因?yàn)橹景吩谒械膲A性強(qiáng)度,不只取決于氮原子的負(fù)電性,同時(shí)還取決于與質(zhì)子結(jié)合后的銨離子是否容易溶劑化,胺的氮上氫越多,則與水形成氫鍵的機(jī)會(huì)也就越多,溶劑化的程度也就越大,那么銨離子就越穩(wěn)定,胺的堿性也就越強(qiáng)。
3、? 空間效應(yīng)也有影響,如果取代烷基逐漸增大,占據(jù)的空間也大, 使得質(zhì)子不易于氮原子接近,就會(huì)導(dǎo)致胺的堿性減弱。
4、? 在脂肪胺中,伯、仲、叔三種胺的堿性亦有差別。在氣相條件下測(cè)定,胺的堿性順序:叔胺>仲胺>伯胺,而在水溶液中堿性順序:仲胺>叔胺>伯胺。
(二)芳香胺
芳香胺的堿性比胺弱,這是因?yàn)榈系奈垂灿秒娮訉?duì)與苯環(huán)上的電子相互作用,形成一個(gè)穩(wěn)定的共軛體系,氮上的孤電子對(duì)部分轉(zhuǎn)向苯環(huán),降低了氮原子上的電子密度,使氮原子結(jié)合質(zhì)子的能力降低,堿性減弱。
苯環(huán)上連有取代基的芳香胺,取代基對(duì)芳香胺堿性強(qiáng)弱也會(huì)產(chǎn)生影響,影響的程度與取代基的種類和位置有關(guān)。這種影響是基團(tuán)的電子效應(yīng)和空間效應(yīng)等綜合作用的結(jié)果。
1、 對(duì)于給電子基因,如-OH,-OR,-OCOR,-NH2,-?NHR,-NHCOR?等基團(tuán),有吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)和給電子的共軛效應(yīng),給電子的共軛效應(yīng)大于吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng),總的結(jié)果是給電子,但只能使取代基的鄰、對(duì)位電子云密度增加,因此這些基團(tuán)在對(duì)位使苯胺的堿性增強(qiáng);而在間位使苯胺的堿性滅弱,因?yàn)槿〈陂g位主要是吸電子的吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng),失去了給電子的共軛效應(yīng);取代基處于鄰位時(shí)(除-OH外)均使苯胺的堿性減弱,這可能主要是因?yàn)椤班徫恍?yīng)”的原因,鄰位基團(tuán)的空間位阻對(duì)氨基結(jié)合質(zhì)子起到屏蔽作用,同時(shí)阻礙了與質(zhì)子結(jié)合后的銨正離子的溶劑化,使銨正離子不穩(wěn)定,苯胺的堿性減弱。
2、 烷基有給電子的誘導(dǎo)效應(yīng)和超共軛效應(yīng),但這種效應(yīng)對(duì)堿性的影響不大,如甲苯胺和間苯胺的堿性比苯胺略有增加,而鄰甲苯胺由于空間位阻,堿性比苯胺還弱。
3、 對(duì)于吸電子基團(tuán),如-NH3+,-NO2,-SO3H,-COOH,-X等,通過吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)和吸電子的共軛效應(yīng),使氨基上的孤對(duì)電子通過苯環(huán)向取代基上轉(zhuǎn)移,使芳香胺的堿性減弱,當(dāng)吸電子基團(tuán)處于鄰位和對(duì)位時(shí)較為明顯,特別是處于鄰位時(shí),距離氨基更近,吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)更強(qiáng),同時(shí)還有空間位阻使得芳香胺的堿性降低更加明顯。