胺
碱度的胺和pKaH
最后更新:2023年2月9日|
量化的碱度胺,使用“pK一个的共轭酸”,或者说“pK一个H”
如果你说哌啶,恭喜你——这的确是一个强大的基础。
但是为什么呢?和有多少更强的吗?如何试图回答这些问题呢?毕竟,我们可以很容易地比较酸的力量检查他们的pK一个的。难道我们不可以做同样的基地吗?
是的,在某种程度上。今天这里有三个要点:
表的内容
- 快速回顾一下:酸、碱、共轭酸和共轭基地
- 使用pKa测量酸度
- 使用pKa量化胺的碱度
- 的“pKa共轭酸”可以缩写为“pKaH”
- 使用pKaH确定的相对碱度的胺
- 有些字谨慎的胺pKa值
- 关键因素控制胺碱度的什么?
- 笔记
1。快速回顾一下:酸、碱、共轭酸和共轭基地
首先,让我们快速回顾一下碱度基础知识。
有四个演员每一个酸碱反应。
- 的基地捐赠的物种是一个孤对H +(也称为“质子”或“氢核”)。它的新债券H形式(如。吡啶下面的,)
- 的共轭酸后结果的物种基本形式债券到H(例如“吡啶”,一个新的氮氢键)
- 的酸是失去了H +的物种。这就是债券H断裂(例如氯)
- 的共轭碱的物种仍然后酸捐赠H +基地(例如Cl -)
这是吡啶哌啶和行动。通过债券形式和破坏后,您可以识别每一个演员。
2。用pK一个测量酸性
每一个酸碱反应可以写成一个平衡之间的正向和反向的反应。我们已经看到,酸度常数,K一个是衡量一个物种是多么容易水解给H +和共轭碱。
为了方便起见,我们使用K的负对数一个,被称为pK一个类似于熟悉的pH值范围,但可以扩展超出14因为它不是严格限制水溶剂。pK一个值的范围从-10左右很强的酸(如氢碘酸,设定h) 50以上某些碳氢化合物(例如乙烷)。
我们如何应用这些cncepts测量碱度?我们不能开关周围的事物和定义一个词,Kb,这是一个物种的平衡容易结合H +,定义pKb作为它的负对数,通过观察和比较基地pKb价值观?
是的…。我们可以。我猜。如果我们有。但是一般来说,有机化学家的观点在这个问题上是“螺旋pKbdapp平台b”。
毕竟,pK一个值已经测量了成千上万的有机分子。真的有人想要记住一组巨大的pK吗b值吗?地狱不!
相反,我们可以很容易地用pK一个碱度的间接测量值。这是如何。
3所示。用pK一个胺值量化碱度
回想起这两个不朽的散文,值得背诵自己夜间:
[不要离开这个词“共轭”!注1]
的pK一个为共轭酸的吡啶(吡啶)测量。这是约5.2。(源——也看到脚注2]
我们也有一个值为pK一个为共轭酸哌啶。它是关于11。
从这些pK一个值,我们可以告诉共轭酸的吡啶是比共轭酸哌啶约6 pK一个单位。因为每个pK一个单位代表10倍,这是一个大约100万倍。
因为“酸性越强,越弱共轭碱”,吡啶因此比哌啶基走弱100万倍。
4所示。“pK一个的共轭酸”可以缩写为“pK一个H”
这个词,”pK一个的共轭酸“有点一口定期使用。天生懒惰,我们想把这一点共同使用。
自共轭酸基础(“B”)的“黑洞”,我们可以使用缩写词“pK一个的共轭酸的基础”的pK一个H。
这让我们说pK一个H (吡啶5.2,pK吗一个H(哌啶是11。
我们可以深入文献找到其他基地比较。
例如,如何基本是氨(NH3)?的共轭酸的氨气,NH4(+),是9.2。同样,我们可以说,pK一个H的氨气是9.2。这所说的中间吡啶规模和哌啶碱度。
请注意,这是非常重要的不要混淆pK一个H和pK一个。的pK一个氨是9.2 H,措施的酸度共轭酸,在北半球4(+)。
的pK一个38岁的氨本身是衡量NH的离解平衡常数3给其共轭碱,在北半球2(-)和H +。
这意味着38 pK一个NH H酰胺的离子2(-),你可能会遇到之前的强碱(NaNH2用于deprotonate终端炔烃(pK)一个= 25)。用pK一个NH H,我们可以确定2(-)(38 - 9)= 29数量级比NH更基本3!
5。用pK一个H确定的相对碱度的胺
用pK一个H来确定相对优势的基地是一个非常有用的技巧。
这里有一些代表性的例子分子氮含量。下面是pK一个的共轭酸。
最强的基础是什么?最弱的是什么?
最低的pK一个H值是-10腈(左下角)。这意味着腈这些分子是最基本的。
最高的pK一个三乙胺的H值是10.8。使三乙胺最强的基地所有的列。
6。有些字谨慎的pK一个胺值
两件事要注意,尤其是在阅读关于这一主题的其他在线资源。
首先,有时,pK一个H值胺报道是pK一个值,不解释。的最好的pK一个表不会这么做,但很难把小麦从谷壳中当你刚刚开始。
如果你看到一个反常地低pK一个价值的胺,很可能指的是pK一个H,pK一个的共轭酸。
例如,您可能看到一个pK一个表的pK一个甲胺(CH3NH2)被列为10.63。
这是低的。希望通过这一点,这样一个值为10的pK一个一个胺应该让你奇怪,尤其是pK吗一个的NH密切相关338。
10.63的价值实际上指的是pK一个的共轭酸甲基胺,而不是甲胺本身。这是一个pK一个H值。
类似的,相同的表列出了三甲胺pK一个9.8。再一次,这是它的pK一个h .我找不到一个真正的pK一个对三甲胺值,但我猜它是> 40岁以来共轭碱三甲胺是负碳离子(CH3)2N-CH2(-))。
一个不太常见的困惑是,有时候pK的来源一个H的胺报告为其pKb,如在这个表这报告pKbNH的3为9.2。这是不准确的。
(pKbNH的3从pK的公式可以计算吗一个H + pKb= 14。的pKbNH的34.8(水溶液)。]
再次,pKb值不会在本科有机化学,虽然我告诉他们有时候露面DAT /称MCAT。
7所示。关键因素控制胺碱度的什么?
至少现在我们学到如何量化和解释pK一个的值胺和他们的共轭酸,我们可以开始问的关键问题:为什么?什么关键因素控制碱度的胺吗?它最重要的发展趋势是什么?
例如,为什么是吡啶一个较弱的比哌啶基吗?为什么腈甚至弱基地?为什么电子撤回组织往往呢胺较弱的基地吗?
好消息是,如果你已经明白了控制酸度的因素,你只能适用同样的原则,但反过来!
在下一篇文章我们将讨论。五个因素影响胺的碱度
笔记
注1。有很多酸非基础(如北半球4缺乏一个孤对)和许多non-acids基地,如Cl(-),不能接受孤对。因此,说“酸性越强,弱基地”是错误的。
注2。获得的测量使用水作为溶剂。你可能会看到另一个价值,获得3.4,当二甲亚砜(DMSO溶液)是用作溶剂。看到博德维尔pK一个表(DMSO)
只是一个警告,杰弗瑞。吡啶实际上有5个质子,它可以捐赠他们是独一无二的(3)。在气相,众所周知,四工位是最酸,并对氯苯的酸度。第三位是1 - 1.5千卡/摩尔酸性,第二”的位置是更糟。3,四工位更比苯酸。
我不知道pKa实际上被测量,但肯定可以使共轭碱离子通过类似格氏反应(N可能使它更加困难,但这是可以做到的)。
任何一个H布仑斯惕酸,因为,只要有足够的能量,你总是可以宰,质子。这不是一个问题,“是一种酸吗?“这是”有多强的酸?”
我的老博士顾问建议他最弱的布仑斯惕酸是一个原子核。
他- > H + + T -
(我认为这是平衡反应,其中T是氚)
我还没有经历过所有的核来验证它。
你好,詹姆斯,
很好的文章。非常感谢。
我只是想问你关于这些句子:
“如果你看到一个异常高的pKa胺值,很可能指的是pKaH共轭酸。
例如,这里有一个表的pKa pKa甲胺(CH3NH2)被列为10.63”。
我理解在上面的解释中,pKa价值是相对容易获得告诉我CH3NH——pH值在10.63以上,defenitely没有,给作为线索,它可能是pKaH。
现在,是“10.63 t反常地低pKa胺,而不是高吗?如果38 NH3,和甲胺是相关的,10.63是一个低价值的比较。
希望我的问题有什么意义。
提前谢谢你
固定的,谢谢!
我认为pKaH应该引入化学教科书。
这当然比,“共轭酸的pka”。
然后吡啶的PKa的意义是什么?吡啶不能捐献任何质子。
完全正确。这就是重点的咆哮。许多引用来源的pKa吡啶当他们真正的意思pKa的共轭酸吡啶,我这里描述为pKaH价值。
詹姆斯非常有用的分析/解释。有没有pKa / pKb表二苯胺和二元酚吗?
二苯胺本身是埃文斯的桌子上。0.78
http://evans.rc.fas.harvard.edu/pdf/evans_pKa_table.pdf
不只是草率的pKa表。ChemDraw它。举个例子,如果你画二乙胺和检查“pKa”下的化学性质,它给你10.2。
让我恼火的!我想知道二乙基胺的pKa,不是共轭酸!
顺便说一句,我喜欢你的词pKaH。良好的速记。我厌倦了总是说“pKa的共轭酸”
谢谢保罗。很高兴我不是一个人在这!维基百科也很多。