胺
胺和pKaH的碱度
最后更新:2023年2月9日
如果你说哌啶，恭喜你，它确实是一个更强的碱。
但是为什么呢?和有多少更强的吗?如何着手回答这些问题呢?毕竟，我们可以很容易地比较酸的强度检查他们的pK一个的．我们不应该对碱基也这样做吗?
是的，在某种程度上。以下是今天的三个要点:
目录
- 快速回顾:酸，碱，共轭酸和共轭碱
- 用pKa测量酸度
- 用pKa法定量胺的碱度
- 共轭酸的pKa可以缩写为pKaH。
- 用pKaH法测定胺的相对碱度
- 关于胺类pKa值的一些警告
- 决定胺基性的关键因素是什么?
- 笔记
1.快速回顾:酸，碱，共轭酸和共轭碱
首先，让我们快速回顾一些碱性基础知识。
每个酸碱反应都有四个参与者。
- 的基地是能向H+(也称为“质子”或“氢核”)提供一对孤对的种。它是与H形成新键的地方(例如。吡啶下面的,)
- 的共轭酸是碱与H形成键后的产物(例如“吡啶”，它有一个新的N-H键)
- 的酸是失去H+的种。它是与H的键断裂的地方(例如H - cl)
- 的共轭碱是酸将H+转化为碱后剩下的物质(如Cl-)
这是吡啶哌啶在起作用。通过跟踪键的形成和断开，您可以识别每个参与者。
2.用pK一个测量酸度
每个酸碱反应都可以写成正反反应的平衡。我们知道酸度常数，K一个，是衡量一个物种解离生成H+和共轭碱．
为了方便起见，我们用- logk一个,被称为pK一个，它与我们熟悉的pH值相似，但可以超过14，因为它不严格限制于含水溶剂。pK一个对于强酸(如氢碘酸，H-I)，其值从-10左右到某些碳氢化合物(如乙烷)的50以上。
我们如何应用这些概念来测量碱度呢?我们能不能换个方向，定义一个Kb，即一个物种与H+结合的容易程度的平衡，定义了pKb为负对数，通过pK比较碱基b价值观?
是的……我们可以。我猜。如果有必要的话。但总的来说，有机化学家对这个问题的看法是“去他的pK”bdapp平台b”。
毕竟，pK一个已经测量了数千种有机分子的数值。有人真的想要记住一大堆pK吗b值吗?地狱不!
相反，我们可以很容易地使用pK一个作为间接测量碱度的值。这是如何。
3.用pK一个胺的碱度量化值
回想一下这两句不朽的散文，值得每晚背诵:
[不要漏掉“共轭”这个词!注1］
的pK一个为共轭酸的吡啶(“吡啶”)已测量。大约是5.2。［源-另见脚注2］
我们也有一个pK值一个为共轭酸哌啶。大约11点。
从这些pK一个价值观，我们可以看出共轭酸的吡啶比共轭酸大约6pk的哌啶一个单位。自从每个pK一个单位代表10的倍数，大约是100万的倍数。
因为“酸越强，就越弱。共轭碱”,吡啶因此比哌啶弱100万倍。
4.“pK一个可以缩写为“pK”一个H”
“pK”这个词一个的共轭酸这句话在日常使用中有点拗口。由于天生懒惰，我们想把它压缩一点，以供常见使用。
自共轭酸一个碱基(“B”)是“BH”，我们可以缩写为“pK”一个的共轭酸作为它的基础的pK一个H．
这让我们说pK一个H (吡啶是5.2,pK一个哌啶的氢是11。
然后，我们可以深入研究文献，找到其他的基础来进行比较。
例如，氨(NH)到底有多碱性3.) ?的共轭酸氨，NH4(+)，是9.2。同样地，我们可以说pK一个氨的H是9.2。这就把它放在了中间吡啶和哌啶在碱度量表上。
注意，不要混淆pK是非常重要的一个H与pK一个．的pK一个氨的H是9.2，这是它的酸度共轭酸,在北半球4(+)。
的pK一个氨本身的浓度是38，这是nhh解离的平衡常数3.给予它共轭碱,在北半球2(-)和H+。
这意味着38是pK一个酰胺离子的H2(-)，你以前可能见过强碱(NaNH2)用于末端炔(pK一个= 25)．用pK一个H，我们可以确定NH2(-)比NH碱性约(38 - 9)= 29个数量级3.！
5.用pK一个H测定胺的相对碱度
用pK一个来确定碱基的相对强度是一个非常有用的技巧。
这里有一些含氮分子的典型例子。下面是pK一个共轭酸的。
这里最强的碱是什么?最弱的是什么?
最低pK一个H值是-10腈(左下角)。这意味着腈是所有这些分子中碱性最低的。
最高pK一个三乙胺的H值是10.8。这使得三乙胺成为所有列出的碱中最强的碱。
6.关于pK的一些忠告一个胺的数值
有两件事需要注意，尤其是在阅读其他关于这个主题的在线资源时。
首先,有时pK一个H值胺报告为pK一个值，没有任何解释。的最好的pK一个表我不会这么做，但当你刚开始工作时，很难去芜存杂。
如果你看到一个异常低的pK一个的值胺，它很可能指的是pK一个H， pK一个的共轭酸．
例如，您可能会看到一个pK一个表中pK一个甲胺(CH3.NH2)被列为10.63。
这是低的。希望到目前为止，pK值为10一个一个胺应该会让你觉得很奇怪，尤其是在pK之后一个密切相关的NH3.38。
10.63的值实际上指的是pK一个的共轭酸甲基胺，而不是甲胺本身。这是pK一个H值。
同样，同样的表格列出了三甲胺的pK一个9.8。这实际上是它的pK一个h，我找不到真正的pK一个值为三甲胺，但我猜它是>40，因为共轭碱三甲胺的碳原子是碳原子(CH3.）2N-CH2(-)）.
第二个不太常见的困惑来源是有时pK一个H (an)胺被报道为它的pKb，例如在这个表格中报告pKbNH的3.9.2。这是不准确的。
(pKbNH的3.可以从公式pK一个H + pKb= 14。的pKbNH的3.是4.8(水溶液)］
再次,pKb这些数值在本科有机化学课上并不怎么出现，尽管我听说它们有时会出现在DAT /称MCAT．
7.决定胺基性的关键因素是什么?
现在我们至少已经学会了如何量化和解释pK一个的值胺而它们的共轭酸，我们可以开始问一个关键问题:为什么?哪些关键因素决定碱度胺？重要的趋势是什么?
例如,为什么是吡啶比哌啶弱的碱?为什么腈更弱的碱?为什么吸电子基团倾向于形成胺较弱的基地吗?
好消息是，如果你已经理解了控制酸度的因素在美国，你只需要应用完全相同的原则——但相反!
我们将在下一篇文章中讨论。影响胺基性的五个因素
笔记
注1。有许多酸是非碱的(如NH4它缺少孤对)和许多非酸的碱，如Cl(-)，它不能接受孤对。因此，“酸越强碱越弱”的说法是错误的。
注2。这是用水作为溶剂得到的测量结果。你可能会看到另一个值3.4，当二甲亚砜(DMSO溶液)用作溶剂。看到博德维尔pK一个表(DMSO)
不仅仅是草率的pKa表可以做到这一点。ChemDraw也能做到。例如，如果你画出二乙胺，并在化学性质下检查“pKa”，它会给出10.2。
快把我逼疯了!我想知道二乙胺的pKa，不是共轭酸!
顺便说一句，我喜欢你的术语pKaH。良好的速记。我厌倦了总是说共轭酸的pKa
谢谢保罗。很高兴在这方面我不是一个人!维基百科也做了很多。
非常有用的分析/解释，詹姆斯。二苯胺和二酚是否有pKa/pKb表?
二苯胺本身就在埃文斯的治疗台上。0.78
http://evans.rc.fas.harvard.edu/pdf/evans_pKa_table.pdf
那么吡啶的PKa是什么意思呢?吡啶不能提供质子。
完全正确。这就是我咆哮的重点。很多资料都引用了吡啶的pKa，其实他们指的是吡啶共轭酸的pKa，我在这里用pKaH来表示。
我认为应该把pKaH引入化学教科书。
这当然比"共轭酸的pka "快多了。
你好,詹姆斯,
真是个好帖子。非常感谢。
我只是想问你关于这些句子的问题:
“如果你看到一种胺的pKa值异常高，这可能是指共轭酸的pKaH。
例如，这是一个pKa表，其中甲胺(CH3NH2)的pKa被列为10.63”。
根据我在上面的解释中所理解的，pKa值告诉我，在pH高于10.63的情况下，相对容易获得CH3NH，这显然不是，这是一个线索，它可能是pKaH。
现在，10.63是不是一个异常低pKa胺，而不是高?如果NH3是38，与甲胺相关，10.63相比之下是一个较低的值。
希望我的问题有意义。
先谢谢你
修好了，谢谢!
提醒你一句，杰弗瑞。吡啶实际上有5个质子可以供出(其中3个是唯一的)。在气相中，已知4位的酸性最强，与氯苯的酸性大致相同。3位的酸性较低约1 - 1.5千卡/摩尔，2位的酸性较差。3位和4位的酸性要比苯强得多。
我不知道pKa是否真的被测量过，但可以肯定的是，通过类似于格氏反应的东西，可以产生共轭碱阴离子(N可能会使它变得更困难，但这是可以做到的)。
任何带有H的物质都是勃朗斯特酸，因为只要有足够的能量，你总能把这个质子扯下来。这不是“这是酸吗?”而是“这种酸有多强?”
我以前的博士导师认为最弱的布朗斯特酸是He核。
He - > H+ + T-
(我认为这是平衡反应，T是氚)
我没有检查所有的原子核来验证它。