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胺类化合物的碱性强弱顺序

第19 卷第4 期焦作师范高等专科学校学报Vol1 191No1 4

2003 年12 月JOU RNAL OF JIAOZUO T EACHERS COLLEGE Dec1 2003

胺类化合物的碱性强弱顺序

两个铁球同时着地王保安刘梅

( 焦作师范高等专科学校理化生系, 河南焦作454001)

摘要: 本文介绍了胺类化合物的碱性强弱顺序及其影响因素, 归纳总结了胺类化合物碱性强弱顺序的简明判断新

方法。

关键词: 胺类化合物; 碱性; 电子效应; 溶剂化作用; 空间效应

中图分类号: O621. 2 文章标识码: A 文章编号: 1672- 3465( 2003) 04- 0058- 02

胺类化合物的碱性强弱比较, 是有机化学含氮

有机化合物章节中的常见的一个问题。由于胺类化

合物种类较多, 不同的条件下又可产生不同碱性强

弱顺序, 所以学生在遇到实际问题时往往感觉难以

准确进行判断。我们在多年的教学中, 摸索出一条

以环境条件为突破口、以影响因素为中心的简明判

断新方法。该方法学生易于掌握, 且不易产生混淆,

并使学生在判断的过程中, 对胺类化合物的碱性强

弱又有进一步的理解。

1. 气态时胺类化合物的碱性强弱顺序

在气态时, 胺类化合物的碱性强弱主要受电子

效应的影响。脂肪胺中由于烷基的供电子作用, 使

氮原子上的电子云密度增大, 即其接受质子的能力

爱的套索

增强; 而对于芳香胺来说, 由于P- F 共轭效应的作

用, 使芳香胺氮原于上的电子云密度减少, 即其接受

质子的能力减弱。因此, 胺类化合物的碱性强弱顺

序为:

脂肪胺> 氨> 芳香胺

而对于脂肪胺中的伯、叔胺来说, 通常情况下氮

原子上连结的烷基越多其碱性越强。以甲胺、二甲

胺、三甲胺为例, 即为:

(CH3) 3N> (CH3) 2NH> CH3NH2> NH3

对于取代芳香胺的碱性强弱取决于苯环上取代

基的性质, 若取代基是供电子基, 则芳香胺的碱性增

强: 若取代基是吸电子基, 则其碱性减弱。例如:

CH3

NH2 > NH2 > NO2

NH2

2. 水溶液中胺类化合物的碱性强弱顺序

胺类化合物在水溶液中, 影响其碱性强弱的因

素除了电子效应以外, 还有溶剂化作用和空间效应。

因此, 我们在讨论胺类化合物水溶液的碱性强弱时,

必须兼顾这三种因素, 只有这样才能更全面、更准确

地判断其碱性强弱顺序。

2. 1 脂肪胺在水溶液中的碱性强弱顺序

表1 一些脂肪胺在水溶液中的Kb 值和PKb 值 ( 25e )

名称甲胺二甲胺三甲胺乙胺二乙胺三乙胺

Kb 4. 5@10- 4 5. 4@10- 4 0. 6@10- 4 5. 1@10- 4 10. 0@10- 4 5. 6@10- 4

PKb 3. 38 3. 27 4. 21 3. 36 3. 06 3. 25

收稿日期: 2003- 00- 00

作者简介: 王保安( 1966- ) , 男, 河南温县人, 焦作师范高等专科学校理化生系讲师。

从表1 中可以看出, 它们Kb 值的大小并不是随

甲基( 乙基) 的数目成直线关系。三甲胺中有三个甲

基, 按电子理论,

氮原子上的电子密度应最大, 在甲

胺、二甲胺、三甲胺这三者中应具有最强的碱性, 事

实上却并不是如此, 这是由于除电子效应以外, 还存

在着空间效应和在水溶液中的溶剂化作用, 这两方

面也直接影响了胺的碱性强弱。胺所形成的铵正离

美国贫困线子可在水溶液中靠水的溶剂化作用来稳定, 叔胺氮

原子没有氢, 因此它的铵正离子与水形成氢键的溶

剂化作用要比伯、仲胺弱得多, 同时空间阻碍也较

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西北农林科技大学学报王保安等: 胺类化合物的碱性强弱顺序

大, 因此质子化的倾向比伯、仲胺小得多, 这两方面mgs1

的不利因素与三个烷基的供电子诱导效应这一有利

因素相均衡的结果, 位二甲胺的碱性最弱, 但仍比氨

强。因此, 甲胺、二甲胺、三甲胺在水溶液中碱性强

弱顺序为:

(CH3) 2NH> CH3NH2> ( CH3) 3N> NH3

形成的铵正离于溶剂化作用的能力大小:

烷基数目增加, 则铵正离子与溶剂分子形成氢

键的机会减少, 溶剂化的程度降低, 使铵正离子稳定

程度减弱, 其碱性也减弱。由此可知, 胺的碱性是电

食品网络营销子效应与溶剂化作用等综合因素影响的结果。

2. 2 芳香胺在水溶液中的碱性强弱

从表2 中, 可清楚地看到一些芳香胺的碱性大

小。一方面, 由于P- F 共轭效应的存在, 使芳香胺

的碱性减弱, 并随P- F 共轭效应越强, 芳香胺的碱

性越弱。另一方面, 空间作用和溶剂化作用也对它

们的碱性产生了影响, 空间阻碍越大, 形成的铵正离

子稳定性就越差, 同时溶剂化作用也越弱, 它的碱性

也就越弱。因此, 对于芳香胺或芳香胺的伯、仲、叔

三种胺来说, 电子效应、空间效应、溶剂化作用这三

方面的影响结果是统一的。如: 苯胺、二苯胺、三苯

胺的碱性强弱顺序为:

NH3> NH2 > ( ) 2NH> ( ) 3N

三苯胺即使用热的浓盐酸也不能生成盐, 说明

它己近乎中性。

因此, 在考虑同一类胺( 脂肪胺、芳香胺) 的伯、

仲、叔三种胺在水溶液中的碱性强弱时, 一定要兼顾

电子效应、溶剂化作用和空间效应。

表2 一些芳香胺在水溶液中的Kb 值和PKb 值

名称苄胺苯胺对甲苯胺对氯苯胺对硝基苯胺二苯胺

Kb 0. 2@10- 4 4. 2@10- 1 12@10- 10 1. 0@10- 10 0. 001@10- 10 0. 006@10- 10

PKb 4. 70 9. 40 8. 92 10. 00 13. 00 13. 21

3 结论

胺类化合物的碱性强弱问题, 是此类有机物最

基本的性质问题, 不同的环境条件下, 产生不同的强

弱顺序。影响其碱性强弱的因素也是不同的。在气

态时, 影响因素主要是电子效应; 而在水溶液中, 不

仅受电子效应的影响, 同时还受空间效应和溶剂化

作用的影响。只要我们能把握环境条件, 把影响其

碱性的三因素结合起来, 就能给出正确、合理的

判断。

[ 参考文献]

[ 1] 谷亨杰, 吴泳, 丁金昌. 有机化

学[M] . 北京: 高等教育出版社,

1996.

[ 2] 于起武. 有机化学[M] . 北京: 高等教育出版社, 1992.

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