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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

创作时间:
作者:
@小白创作中心

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

引用
1
来源
1.
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

  1. 强吸电子基团
  • 叔胺正离子(-N+R3)
  • 硝基(-NO2)
  • 三卤甲基(-CX3)(X=F、Cl)
  1. 中吸电子基团
  • 氰基(-CN)
  • 磺酸基(-SO3H)
  1. 弱吸电子基团
  • 甲酰基(-CHO)
  • 酰基(-COR)
  • 羧基(-COOH)

推电子基团

  1. 超强基团
  • 氧负离子(-O-)
  1. 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)
  1. 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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