Identifisere Et Molekyl Mest Sure H
en metodisk tilnærming fungerer best. Enkelt sagt, du må skanne molekylet for sure funksjonelle grupper, og deretter rangere reaktiviteten til disse gruppene. Den mest sure funksjonelle gruppen holder vanligvis den mest sure H i hele molekylet.
«Scan and rank» høres enkelt ut, men det skjuler flere vanskeligheter som er utarbeidet nedenfor.
Skanne et molekyl for kjente sure funksjonelle grupper
Sure protoner er vanligvis bundet Til O Eller N. Derfor er det første trinnet å se etter ALLE OH og NH obligasjoner.
men når DU finner OH og NH-bindinger, må du bestemme om disse bundne atomer skal klumpes inn i en funksjonell gruppe med nærliggende atomer.
den eneste praktiske metoden for å identifisere en funksjonell gruppe er å allerede kjenne noen. FOR eksempel, hvis DU vet AT ROH, RCO2H og RSO3H er vanlige sure funksjonelle grupper, har du ingen problemer med å finne sure grupper i følgende molekyl (de riktige gruppene er merket med rødt).
Rang OH og NH surhet separat
pka-verdiene for vanlige OH og NH syrer spenner over store områder og deres områder overlapper hverandre. Rangering går raskere hvis DU rangerer OH og NH syrer separat, og deretter sammenligne de beste kandidatene i hver kategori.
den mest praktiske metoden for å rangere sure grupper er å allerede kjenne deres karakteristiske pka-verdier. Hvis du kjenner disse verdiene for alle de sure gruppene i molekylet ditt, inneholder gruppen med den laveste pKa den mest sure H. Saken lukket.
hvis du ikke husker pka-verdier for alle de sure gruppene, kan noen få generelle prinsipper veilede deg.
#1 Betydning-positivt ladede syrer er sterkere enn nøytrale syrer. Negativt ladede syrer er sjelden sure. Hvis du sammenligner pka-verdier for vanlige OH-syrer, vil DU se AT ROH2 + syrer (som inkluderer H3O+ OG R2OH+) er betydelig sterkere enn nøytrale syrer, som RCO2H, PhOH og ROH. De eneste nøytrale syrer som er sterkere ENN ROH2 + ER H2SO4 og visse ANDRE RSO3H.
den formelle ladningsregelen gjelder enda sterkere FOR NH syrer. Forskjellen i pKa MELLOM H3O+ OG H2O er 18 enheter, mens forskjellen i PKA MELLOM NH4 + OG NH3 er en gigantisk 26 enheter.
#2 Betydning-se etter aktiverende grupper, inkludert RSO2, RC=O OG Ph. følgende diagram viser hvordan hver gruppe atomer aktiverer EN oh-syre (pKa-verdier varierer fra 16 til -2):
CH3 regnes som en tilskuergruppe uansett hvor den vises i disse molekylene. Det er ikke-polart og utøver ikke en signifikant feltinduktiv effekt, og det er ikke i stand til å delokalisere ladning. Følgelig er DET mulig å erstatte CH3 med andre tilskuergrupper (For Eksempel H Og andre R) uten å påvirke reaktiviteten mye.
Det Skal gjøres Ytterligere to punkter angående aktiveringsgrupper.
for det første utøver gruppene en lignende effekt PÅ NH-syrer (og aktiveringssekvensen er den samme: RSO2 > RC=O > Ph). Som det skjer, trenger du bare å lære effekten Av Ph på NH+ for dette kurset:
For Det Andre må aktiveringsgruppene være bundet direkte til OH (ELLER NH) – gruppen for å aktivere DEN. Følgende forbindelser har lignende pka-verdier fordi de aktiverende gruppene ikke er bundet direkte TIL OH: CH3C (=O)CH2OH, PhCH2OH og CH3CH2OH.
#3 Betydning-alle ting er like, EN oh-syre er surere enn EN NH-syre. Dette prinsippet kan være svært nyttig hvis det brukes riktig. Min bekymring er at du forstår hva som menes med » alle ting er like.»Dette betyr At O og N må ha samme formelle kostnad (element # 1) og må være bundet til samme aktiveringsgruppe (element #2). Men forskjeller i tilskuergrupper spiller ingen rolle.
noen gyldige sammenligninger inkluderer:
#4 Betydning – bruk substituente effekter for å sammenligne syrer i en funksjonell gruppe. Elektronegative substituenter øker vanligvis surheten til en funksjonell gruppe gjennom en kombinasjon av felt-og induktive effekter. Disse effektene forsterkes når 1) substituenten befinner seg nærmere den sure gruppen, og 2) det er flere substituenter. Gitt disse prinsippene, forventer vi at surheten av disse karboksylsyrene følger denne trenden:
