吸电子基和推电子基:分类、排序及对有机化合物性质的影响
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吸电子基和推电子基:分类、排序及对有机化合物性质的影响
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https://www.hxzxs.cn/view-21623-1.html
吸电子基和推电子基是有机化学中重要的概念,它们通过影响分子中电子云的分布,进而改变化合物的化学性质。本文将详细介绍吸电子基和推电子基的分类、常见基团的排序,并通过具体例子说明这些基团对酸性等性质的影响。
吸电子基团
- 强吸电子基团
- 叔胺正离子(-N+R3)
- 硝基(-NO2)
- 三卤甲基(-CX3)(X=F、Cl)
- 中吸电子基团
- 氰基(-CN)
- 磺酸基(-SO3H)
- 弱吸电子基团
- 甲酰基(-CHO)
- 酰基(-COR)
- 羧基(-COOH)
推电子基团
- 超强基团
- 氧负离子(-O-)
- 强给电子基团
- 二烷基氨基(-NR2)
- 烷基氨基(-NHR)
- 氨基(-NH2)
- 羟基(-OH)
- 烷氧基(-OR)
- 中等基团
- 酰胺基(-NHCOR)
- 酰氧基(-OCOR)
常见的推电子基团大小顺序:
常见的吸电子基团大小顺序:
注:以上排序来自于高鸿宾《有机化学》第四版,若与指定教材有出入,请以指定参考教材为准!
具体实例分析
例1、比较甲酸、乙酸和丙酸酸性强弱。
羧酸 | pKa |
---|---|
丙酸(C2H5COOH) | 4.88 |
乙酸(CH3COOH) | 4.76 |
甲酸(HCOOH) | 3.75 |
CH3和-C2H5为给电子基团(推电子基团),诱导效应使-OH中的共用电子对偏离O原子,羟基极性变小,酸性变弱。烃基越大,给电子诱导效应越明显。
给电子诱导效应:(CH3)3C->(CH3)2CH->CH3CH2->CH3->H-
-CH3和-C2H5为给电子基团,带负电荷的基团具有给电子诱导效应
例2:比较Na与H2O和C2H5-OH反应的剧烈程度
水与钠反应更剧烈,由于烷基是推电子基团,使醇分子中的O-H键的极性小于水分子中的氢氧键的极性,相较于水,乙醇分子中的O-H键不容易断裂。
例3、比较乙酸、氯乙酸、二氯乙酸和三氯乙酸酸性强弱
羧酸 | pKa |
---|---|
乙酸(CH3COOH) | 4.76 |
氯乙酸(CH2ClCOOH) | 2.86 |
二氯乙酸(CHCl2COOH) | 1.29 |
三氯乙酸(CCl3COOH) | 0.65 |
氯的电负性较大,吸电子基团诱导效应使-OH中的共用电子对偏离O原子,导致氯乙酸中的羟基的极性最大,更易电离出氢离子,酸性增强。
例4:苯酚具有一定的酸性
苯环吸电子基团,诱导效应使-OH中的共用电子对偏离O原子,导致羟基的极性最大,相对易电离出氢离子,酸性增强。
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