结构生物化学/有机化学/有机官能团/氨基

简介

氨基由一个与两个氢原子键合的氮原子组成。氨基可以作为碱，因为它们可以从溶液中吸收一个 H⁺。氨基可以在碱性条件下以 1⁺ 的电荷被电离。含有氨基的有机化合物被称为“胺”；含有氨基和羧基的有机化合物被称为氨基酸，它们是蛋白质的组成部分。

胺可以很容易地形成氢键。DNA碱基中的胺与附近的氮或氧原子形成氢键，并将两条链连接在一起。

例如，赖氨酸[[|]] 的氨基已被证明在基因调控中非常有用。特别是在组蛋白中赖氨酸的氨基被乙酰化时，它就无法像平时一样发挥作用。这是参与基因表达和复制的一个调节步骤。

氨基在生物化学中的另一个作用是酶。在蛋白酶的情况下，一种切割氨基酸的酶，当丝氨醇的羟基攻击氨基酸的羰基碳时，就会形成四面体过渡态。由于四面体过渡态带负电荷，正的 NH₃⁺ 电荷有助于稳定过渡态，形成所谓的氧阴离子环。

胺由于其孤对电子也可以作为亲核试剂。这是肽键形成的基础，其中羰基碳在脱水反应中充当亲电试剂。

胺氮为 sp3 杂化，呈四面体形状。氮的非键合对电子就像一个取代基——氮周围的几何形状是四面体，键角都大约为 109°。与碳不同，sp3 杂化的氮不稳定，在室温下会发生快速翻转。它类似于雨伞从里到外翻转，类似于 SN2 反应中发生的构型翻转。

遵循所有常用的 IUPAC 规则。在名称末尾添加后缀 –胺，并指定氨基的位置。对于 2° 和 3° 胺，选择最大的烷基取代基作为母体，氮上的其他烷基以 N- 作为前缀命名，表示它们连接到氮上。由于胺官能团在命名中优先级最低，因此它通常被命名为更具功能性分子的取代基。

胺的酸性远低于醇，pKa 约为 35，Keq = 10-35。必须使用非常强的碱，例如烷基锂，才能完全去质子化胺。

胺是常见的有机官能团中最碱性的，但仍然是相当弱的碱。质子化仅发生在非键合电子对上。胺的碱性直接取决于氮原子上的“电子密度”。感应效应和共振效应都可以改变氮原子的碱性。

N 上的杂化也会影响碱性。原子上的 s 特征增加会增加该原子的电负性，这有利于酸性，因此不利于碱性。因此，sp³ 杂化的氮比 sp² 或 sp 杂化的氮更碱性。

Gabriel 合成 1° 胺

1. 氰化物取代烷基卤化物，然后还原

2. LiAlH4 还原酰胺

3. 用叠氮化物取代，然后还原

4. Gabriel 合成 1° 胺

5. 还原胺化

伯胺将在 3200 cm-1 – 3500 cm-1 处给出两个短而尖的相同峰

仲胺将在 3320 cm-1 处给出单个短而尖的峰

叔胺在任何区域都不会给出峰。