Question

影响生物碱碱性强弱的因素有哪些?

Answer 1

影响生物碱碱性强弱的因素有：

　　1）氮原子的杂化方式

　　氮原子杂化程度的升高，碱性增强，即sp3＞sp2＞sp。

　　如四氢异喹啉（pKa9.5）为sp3杂化；吡啶（pKa5.17）和异喹啉（pKa5.4）均为sp2杂化；氰基呈中性，因其为sp杂化。季铵碱的碱性强（pKa11.5以上）则是因羟基以负离子形式存在，类似无机碱。

　　2）诱导效应

　　生物碱分子中的氮原子上的电子云密度可受氮原子附近供电基（如烷基）或／和吸电基（如各类含氧基团、芳环、双键）诱导效应的影响。

　　供电诱导使氮原子上电子云密度增加，碱性增强；吸电诱导使氮原子上电子云密度减小，碱性降低。

　　如麻黄碱的碱性强于去甲麻黄碱，即是由于麻黄碱氮原子上的甲基供电诱导的结果。而二者的碱性弱于苯异丙胺，则因前二者氨基碳原子的邻位碳上羟基吸电诱导的结果。

　　3）共轭效应

　　①苯胺型：氮原子上的孤电子对与苯环π-电子形成p-π共轭体系后碱性减弱。如毒扁豆碱的两个氮原子碱性的差别系由共轭效应引起。

　　②酰胺型：酰胺中的氮原子与羰基形成p-π共轭效应，使其碱性极弱。如胡椒碱秋水仙碱、咖啡因。

　　③胍类：胍接受质子后形成季铵离子，呈更强的p-π共轭，体系具有高度共振稳定性，而显强碱性。

　　4）空间效应

　　氮原子由于附近取代基的空间立体障碍或分子构象因素，而使质子难于接近氮原子，碱性减弱。如东莨菪碱、利血平等。

　　5）氢键效应

　　当生物碱成盐后，氮原子附近如有羟基、羰基，并处于有利于形成稳定的共轭酸分子内氢键时，氮上的质子不易离去，则碱性强。如10-羟基可待因。

　　一般来说，空间效应与诱导效应共存，空间效应居主导地位；共轭效应与诱导效应共存，共轭效应居主导地位。

Answer 2

细分也可以是：
1、氮原子的杂化方式
2、诱导效应
3、诱导—场效应
4、共轭效应
5、空间效应
6、氢键效应