二、胺的性質(zhì)
(一)物理性質(zhì)
胺與氨的性質(zhì)很相似。低級脂肪胺是氣體或易揮發(fā)的液體,具有難聞的臭味。高級胺為固體。芳香胺為高沸點(diǎn)的液體或低熔點(diǎn)的固體,具有特殊氣味,難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑。芳香胺具有一定的毒性,如苯胺可以通過消化道、呼吸道或經(jīng)皮膚吸收而引起中毒;聯(lián)苯胺等有致癌作用。因此,在處理這些化合物時應(yīng)加以注意。
同氨一樣,胺是極性化合物。除叔胺外,都能形成分子間氫鍵
。胺的沸點(diǎn)比相對分子質(zhì)量相近的烴類高,但比相對
分子質(zhì)量相近的醇或羧酸的沸點(diǎn)低。叔胺氮原子上無氫原子,分子間不能形成氫鍵,因此沸點(diǎn)比其異構(gòu)體的伯、仲胺低。
伯、仲、叔胺都能與水分子形成氫鍵,因此低級的胺
易溶于水。胺的溶解度隨相對分子質(zhì)量的增加而迅速降低,從6個碳原子的胺開始就難溶于水。一般胺能溶于醚、醇、苯等有機(jī)溶劑。
(二)化學(xué)性質(zhì)
1.胺的堿性和成鹽反應(yīng)
胺中的氮原子和氨中一樣,有一對未共用電子對。能接受質(zhì)子,因此胺具有堿性。
胺的堿性以堿式離解常數(shù)Kb或其負(fù)對數(shù)pKb值表示。Kb值愈大或pKb值愈小則堿性愈強(qiáng);Kb值愈小或pKb值愈大則堿性愈弱。胺的堿性也可用其共軛酸銨離子的離解常數(shù)Ka或pKa來表示。Ka值愈小或pKa值愈大,則胺的堿性愈強(qiáng)。
在水溶液中,脂肪胺一般以仲胺的堿性最強(qiáng)。但是,無論伯、仲或叔胺,其堿性都比氨強(qiáng)。芳香胺的堿性則比氨弱。氨、甲胺、二甲胺、三甲胺和苯胺的堿性強(qiáng)弱次序?yàn)椋?/P>
(1)脂肪胺的堿性 影響脂肪胺堿性的因素有三個。①誘導(dǎo)效應(yīng)——胺分子中與氮原子相連的烷基具有斥電子誘導(dǎo)效應(yīng)(+I,,使氮上的電子云密度增加,從而增強(qiáng)了對質(zhì)子的吸引能力,而生成的銨離子也因正電荷得到分散而比較穩(wěn)定。因此,氮上烷基數(shù)增多,堿性要增強(qiáng)。②水化作用——在水溶液中,胺的堿性還決定于與質(zhì)子結(jié)合后形成的銨離子水化的難易。氮原子上所連的氫愈多,則與水形成氫鍵的機(jī)會就愈多,水化程度亦愈大,銨離子就更穩(wěn)定,胺的堿性也就增強(qiáng)。③位阻效應(yīng)——胺分子中的烷基愈多、愈大,則占據(jù)空間的位置就愈大,使質(zhì)子不易靠近氮原子,因而胺的堿性就降低。
因此,脂肪伯、仲、叔胺堿性的強(qiáng)弱是上述三個因素共同影響的結(jié)果。
。2)芳香胺的堿性 芳香胺的堿性比脂肪胺弱得多。例如苯胺的pKb=9.40,這是因?yàn)楸桨分械拥奈垂灿秒娮訉εc苯環(huán)的π電子相互作用,形成一個均勻的共軛體系而變得穩(wěn)定,氮原子上的電子云部分地轉(zhuǎn)向苯環(huán),因此氮原子與質(zhì)子的結(jié)合能力降低,故苯胺的堿性比氨弱得多。
芳香胺氮原子上所連的苯環(huán)愈多,共軛程度愈大,堿性也就愈弱。所以,苯胺、二苯胺、三苯胺的堿性強(qiáng)弱次序是:
苯胺>二苯胺>三苯胺
胺能與許多酸作用生成鹽。例如:
銨鹽的命名與無機(jī)銨鹽相似,也可直接叫做“某胺某酸鹽”或“某酸某胺”。銨鹽多為結(jié)晶形固體,易溶于水。胺的成鹽性質(zhì)在醫(yī)學(xué)上有實(shí)用價值。有些胺類藥物在制成鹽后,不但水溶性增加,而且比較穩(wěn)定。例如,局部麻醉藥普魯卡因,在水中溶解度小且不穩(wěn)定,常將其制成鹽酸鹽。
胺類是一類弱堿,它們的鹽與強(qiáng)堿(如NaOH)作用時,能使胺游離出這來。說明強(qiáng)堿接受質(zhì)子的能力比胺強(qiáng)。例如:
利用胺的堿性及胺鹽在不同溶劑中的溶解性,可以分離和提純胺。例如,在含有雜質(zhì)的胺(液體或固體)中加入無機(jī)強(qiáng)酸溶液使其呈強(qiáng)酸性,則胺就轉(zhuǎn)變?yōu)殇@鹽溶解,這樣就有可能與不溶的雜質(zhì)分離。將銨鹽的水溶液分離出來,再加以堿化,使游離胺析出。然后過濾或用水蒸氣蒸餾,則可得純凈的胺。