生物碱理化性质——碱性.

生物碱理化性质 ——碱性
（一） 碱性的产生及其强度的表示
N: + H+ =
+
N: H
生物碱
生物碱盐
氮原子具有孤电子对 能给出电子或接受质子而显碱性
碱性强度用酸式离解常数pKa 和碱式离解常数pKb表示
pKa=pKw－pKb=14－pKb
pKw 为水的离解常数 pKa越大，碱性越强
生物碱分类
弱碱性生物碱（pKa2～7） 中强碱性生物碱（pKa7～11） 强碱性生物碱（pKa＞11）
pKa=5.4(SP2) 啉pKa=9.5(SP3)
小檗碱 pKa=11.5
季铵碱因羟基以负离子形式存在而呈强碱性
2.诱导效应
NH3
Me NH2
Me N Me Me N Me
H
Me
胺
伯胺
仲胺
叔胺
pKa 9.75
10.64
10.70
9.74
N原子连接供电基团则使碱性增强
叔胺碱性弱于仲胺，叔胺结构中的三个甲基阻碍了氮原子 接受质子的能力，因而碱性降低
2.诱导源自文库应
CH2 CH CH3
NH2
苯异丙胺 pKa 9.8
CH CH CH3 OH NH2
去甲麻黄碱 9.0
N原子连接吸电基团则使碱性减弱
3.共轭效应 氮原子孤电子对处于p-π共轭体系时，碱性减弱
苯胺
环己胺
吡咯
（pKa=4.58） （pKa=10.14） （pKa=-0.7）
3.共轭效应 氮原子处于酰胺结构中，其孤对电子对与羰基的
季铵碱＞N-烷杂环≈脂肪胺＞芳胺≈N-芳杂环 ＞酰胺基≈吡咯＞吲哚
（二） 碱性强弱与分子结构的关系
影响因素：1. 氮原子的杂化方式
2. 诱导效应 3. 共轭效应 4. 空间效应 5. 分子内氢键形成
1.氮原子的杂化方式
p电子成分比例越大，越易供电子 碱性越强（sp3＞sp2＞sp）
异喹啉
四氢异喹
π电子形成p-π共轭，碱性很弱。
O
..
NCO
O
N
R
O
酰胺结构
胡椒碱 （pKa=1.42）
O H3C N
CH3 N
ONN CH3
咖啡因 （pKa=1.22）
4.空间效应
CH3 N
CH3 N
H
O
H
OCOCHC6H5 CH2OH
莨菪碱（pKa=9.65）
OCOCHC 6H5 CH2OH
东莨菪碱（pKa=7.50）
5.分子内氢键 若能形成稳定的分子内氢键，可使碱性增强 （指成盐时接受的质子能形成稳定的分子内氢键）
（pKa 6.32）
（pKa 5.20）
N原子的结合状态与碱性的关系
季铵、胍类： pKa＞11
脂胺、脂氮杂环：pKa 8~11 N H
11.27
芳胺、芳氮杂环：
pKa 3～7
N H
N
5.19
O
H3C N
11.5
N H
11.2
N
4.94
CH3 N
多氮同环的杂环： pKa＜3
ONN CH3
1.22
NH
9.5
N
5.14
碱性基团的pKa值大小顺序