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从无键共振看气相中醇的酸性顺序*

2015-02-13王文峰袁耀锋

大学化学 2015年1期

王文峰 袁耀锋

(福州大学化学学院 福建福州350108)

醇在气相中的酸性顺序是:(CH3)3COH>(CH3)2CHOH>CH3CH2OH>CH3OH。由于化合物酸性大小取决于其共轭碱的稳定性,所以上述酸性顺序可转化为其共轭碱稳定性的顺序:(CH3)3CO->(CH3)2CHO->CH3CH2O->CH3O-。目前国内最权威的有机化学教科书(北京大学版[1]和南开大学版[2])均以甲基(或其他烷基)是吸电子基来解释上述的共轭碱稳定性顺序。这一解释是正确的,但是如何理解甲基是吸电子基却不是一件容易的事。

甲基在与碳正离子、苯环和双键等官能团相连时都表现出明显的给电子效应,所以在绝大多数电子效应的讨论中,都将甲基归类为给电子基团,如取代苯定位规律、取代烯烃亲电加成活性、羧酸酸性和醛酮亲核加成活性等。因此说甲基是吸电子基不易被接受。对此,南开大学主编的《有机化学》教科书[2]的解释是:甲基与碳正离子、苯环和双键等官能团相连时,存在着超共轭效应,因此体现给电子效应;与氧负离子相连时,没有超共轭效应,因此体现吸电子效应。这个解释虽然从总体上解决了不少困惑,但并不是很完善。例如,在甲胺中,甲基与氮原子也没有明显的超共轭效应,但甲胺的碱性大于氨,此时甲基显然体现了给电子效应。因此,需要进一步探讨甲基在哪些情况下体现吸电子效应。

有一个数据对于理解上述的烷氧基负离子的碱性顺序很有帮助,即碳氧单键和碳氧双键的键能数据。在机械工业出版社出版的美国大学优秀教材《Organic Chemistry》第7版[3]中,列出C—O的键能为381kJ/mol,C=O的键能为745kJ/mol。……

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