胺与含氮化合物

磺酰胺

/ sul-FON-uh-mide /

磺酰胺是普通酰胺的含氮表亲,只不过是围绕硫而非碳搭建的:一个胺连到一个磺酰基上,R-SO2-N。酰胺是 C=O 紧挨着氮,而磺酰胺是带两个氧的硫,R-SO2-NHR'。制法是让胺去进攻磺酰氯(R-SO2-Cl),由氮把氯顶掉——这是在硫上发生的亲核取代。

和酰胺一样的电子学故事在这里成立,而且更强。硫上那两个贪电子的氧,加上氮孤对电子向硫的离域,把电子密度从氮身上抽走。结果是磺酰胺的 N-H 明显呈酸性(pKa 约 10)——酸到能被普通氢氧根去质子化——而氮则是差的碱。磺酰胺键也非常坚固、难以水解,这也是这类基团在稳定药物分子里如此常见的部分原因。

磺酰胺以最早的“磺胺类药物”而闻名,那是第一类广泛有效的抗菌药(磺胺及其同类),它们通过模仿细菌合成叶酸所需的代谢物来起作用。如今磺酰胺基团在药物化学里无处不在,从利尿剂到糖尿病药都有。在实验室里,同样的化学是兴斯堡试验的基础:苯磺酰氯依据伯、仲、叔胺是否(以及如何)生成磺酰胺、生成物是否溶于碱,把三者区分开来。

磺胺(对氨基苯磺酰胺)H2N-C6H4-SO2-NH2 是磺胺类药物的原型,不过是带磺酰胺基的苯胺衍生物;它通过冒充对氨基苯甲酸来阻断细菌的叶酸合成。

从一个简单的磺酰胺,诞生了第一代奇迹抗生素。

尽管名字里有“胺”,磺酰胺的氮却是弱碱,它的 N-H 反而呈酸性(pKa 约 10),因为硫上的两个氧把电子密度拉走了——这与游离胺的表现正好相反。

又称
sulpha drugR-SO2-NR'2磺胺