5. Кислоты Бренстеда
Для характеристики кислотности и основности органических соединений применяют теорию Бренстеда.
Основные положения этой теории.
Кислота – это частица, отдающая протон (донор Н+); основание – это частица, принимающая протон (акцептор Н-).
Кислотность всегда характеризуется в присутствии оснований и наоборот.
А-Н(кислота) +В(основание) – А (сопряженное основание) + В-Н+ (сопряженная кислота).
Кислоты Бренстеда делятся на 4 вида в зависимости от кислотного центра:
1) SH-кислоты (тиолы);
2) ОН-кислоты (спирты, фенолы, карболовые кислоты);
3) НЗ-кислоты (амины, амиды);
4) Ф-СН-кислоты (УВ).
В этом ряду сверху вниз кислотность уменьшается. Сила кислоты определяется стабильностью образующегося аниона. Чем стабильнее анион, тем сильнее кислота. Стабильность аниона зависит от делока-лизации (распределения) «отрицательного» заряда по всей частице (аниону). Чем больше делокализован «отрицптельный» заряд, тем стабильнее анион и сильнее кислота.
Делокализация заряда зависит:
1) от электроотрицательности (ЭО) гетероатома. Чем больше ЭО гетероатома, тем сильнее соответствующая кислота. Например: R-OH и R-NH2 .
Спирты более сильные кислоты, чем амины, т. к. ЭО (0) → 30(N);
2) от поляризуемости гетероатома. Чем больше поляризуемость гетероатома, тем сильнее соответствующая кислота. Например: R-SH и R-ОН.
Тиолы более сильные кислоты, чем спирты, т. к. атом S более поляризован, чем атом О;
3) от характера заместителя R (его длины, наличия сопряженной системы, делокализации электронной плотности).
Например: СН3-ОН, СН3-СН2-ОН, СН3-СН2-СН2-ОН. Кислотность меньше, так как увеличивается длина радикала.
При одинаковом кислотном центре сила спиртов, фенолов и карбоновых кислот не одинакова. Фенолы являются более сильными кислотами, чем спирты за счет р, s-сопряжения (+М) группы (-ОН). Связь О—Н более поляризуется в фенолах. Фенолы могут взаимодействовать даже с солями (FeC13) – качественная реакция на фенолы. Карбоновые кислоты по сравнению со спиртами, содержащими одинаковый R, являются более сильными кислотами, так как связь О—Н значительно поляризована за счет – М-эффекта группы > С = О. Кроме того, карбоксилат-анион более стабилен, чем анион спирта за счет р, s-сопряжения в карбоксильной группе;
4) от введения заместителей в радикал. ЭА-замести-тели увеличивают кислотность, ЭД-заместители уменьшают кислотность;
5) от характера растворителя.
Смотрите также
Химия лантаноидов
Судя
по последним публикациям, нынче довольно трудно отметить те стороны жизни, где
бы не находили применение лантаноиды.
На
основе лантаноидов получают многие уникальные материалы, кото ...
Основы теории и основные понятия процесса хроматографического разделения
Процесс
хроматографического разделения очень сложен, тем не менее, его отдельные стадии могут быть смоделированы и представлены в
виде уравнений, достаточно точно и верно отражающих реальный ...
Выделение белков
Выделение практически чистого индивидуального белка (в таких
случаях нередко употребляют не вполне удачный термин "гомогенный
белок") — необходимая предпосылка для изучения его стр ...