醛和酮:羰基加成

亞胺

/ IM-een /

把羰基的氧換成氮,就得到亞胺(imine):一個碳氮雙鍵 C=N,其中氮上還帶一個氫或一個碳基團。由伯胺與醛或酮生成的亞胺也叫席夫鹼(Schiff base)。這是自然界把羰基與胺連接起來的方式,它出現在視覺、代謝以及無數合成中。

生成是一種縮合:伯胺(R'-NH2)作為親核試劑加到羰基上,給出一個叫胺基醇(carbinolamine,半胺醛)的四面體中間體,隨後脫水形成 C=N 雙鍵。整個過程對 pH 極為敏感。太酸,胺被質子化成 -NH3+ 而無法進攻;太鹼,脫水步驟(需要酸把離去的 OH 質子化)就變慢。最佳點在弱酸性、約 pH 4 到 6,那裡既有足夠的游離胺、又有足夠的酸。

亞胺是可逆的,水很容易把它水解回羰基和胺——這正是它在還原胺化(先抓住亞胺,再把 C=N 還原成穩定的胺)和酶化學(視紫紅質中一個席夫鹼錨住視黃醛,磷酸吡哆醛用亞胺來轉運氨基)中居於核心的原因。一個近親由仲胺生成,仲胺無法形成 C=N,轉而給出烯胺。

在你的眼睛裡,視黃醛的醛基與視蛋白中一個離胺酸的胺基形成席夫鹼(亞胺);光改變這個視黃醛的形狀,從而觸發視覺。

亞胺(C=N)由胺加到羰基上、隨後脫水而成。

pH 窗口很關鍵:亞胺生成在 pH 4-6 附近最快,強酸(殺死親核的胺)和強鹼(拖慢脫水)都不行。這是兩個相反需求之間的拔河。

又稱
Schiff base席夫碱薛夫碱