- •Лекция 6
- •6.1 Кислотность
- •Основание-соединение, способное принимать протон, Основание -акцептор
- •Из множества функциональных групп, входящих в состав органических соединений наиболее важны в биологическом
- •Многие соединения, участвующие в процессах жизнедеятельности (белки, липиды, нуклеиновые кислоты, углеводы) являются полифункциональными
- •Донорами и акцепторами протонов могут быть как нейтральные молекулы, так и заряженные ионы
- •Кислотно-основной процесс может быть представлен следующей схемой:
- •Кислота-1 и сопряженное ей основание-1, а также основание-2 с сопряженной кислотой-2 образуют две
- •Кислотность и основность - понятия относительные, эти свойства взаимосвязаны между собой и проявляются
- •Количественно дать оценку кислот через Ка и рКа для многих
- •Стабильность аниона определяется рядом факторов:
- •2. Электроотрицательностью элемента в кислотном центре.
- •3. Поляризуемостью атома в кислотном центре.
- •4. Сольватационные эффекты оказывают влияние на устойчивость аниона. Чем больше эффект сольватации, тем
- •5. Электронная природа заместителя, связанного с кислотным центром влияет на устойчивость аниона.
- •Классификация кислот
- •ОН-кислоты
- •Введение электродонорных заместителей приводит к уменьшению кислотности
- •ЭА заместители (-I; -М) приводят к
- •CH3 - CH2 - CH-COOH
- •Соединение
- •Вода легко вытесняет спирты из их алкоголятов
- •Слабые кислотные свойства спиртов подтверждаются реакцией с активными щелочными металлами
- •Фенолы проявляют по сравнению со спиртами, более сильные кислотные свойства. Это объясняется ЭА
- •Феноксид ион более устойчив, чем O- алкоксид ион
- •Фенолы, в отличие от спиртов, легко взаимодействуют со щелочами, с образованием достаточно устойчивых
- •Влияние заместителей на кислотность фенолов наиболее сильно, если заместители находятся в n-положении. ЭА
- •SH-кислоты
- •Тиоловые соединения – сильные кислоты, легко окисляются в организме и выполняют роль антиоксидантов,
- •В настоящее время в лекарственной практике широко применяется унитиол для лечения острых и
- •NH-кислоты
- •Ароматические амины проявляют более
- •Из NН-кислот выраженными кислотными свойствами обладают имиды двухосновных кислот
- •Сильными NН-кислотами являются азотсодержащие гетероциклы: пиррол, пиразол, имидазол, индол, у которых отрицательный заряд
- •СН-кислоты
- •Кислотность соединений с одинаковыми радикалами падает в ряду
- •6.2.Основность органических соединений
- •Классификация оснований
- •Аммониевые основания
- •Оксониевые основания
- •Сульфониевые осноавния
- •Основность органических соединений определяется устойчивостью образовавшегося катиона или величиной электронной плотности на атоме
- •1) Чем больше делокализация положительного заряда, тем выше основность
- •3) Чем больше ЭО атома в основном центре, тем меньше основные
- •4)Чем больше поляризуемость атома в основном центре, тем меньше основность.
- •5) Чем выше эффект сольватации, тем более ярко выражены основные свойства
- •6) ЭД-заместители усиливают основные свойства, а ЭА – уменьшают основные свойства
- •Алифатические амины более сильные основания, чем ароматические
- •Если в молекуле сложного соединения имеется несколько основных центров, то определяют наиболее сильный
- •6.3.Амфотерные соединения
- •Наиболее ярко амфотерные свойства выражены у бифункциональных соединений, содержащих кислотные и основные функциональные
- •Аминокислоты
- •Спирты
- •Гетероциклические соединения
- •Наличие обоих центров приводит к образованию водородных связей
- •Соединение
- •Кислотность и основность – важнейшие понятия, определяющие физико-химические и биологические свойства органических соединений.
- •Спасибо за внимание !
CH3 - CH2 - CH-COOH
Cl
CH3 - CH - CH2 -COOH
Cl
CH2 - CH2 - CH2 -COOH
Cl
Уменьше- ние кислот- ности
Соединение |
рКа |
H2O |
15,74 |
CH3OH |
15,56 |
C2H5OH |
16,6 |
Cl3CCH2OH |
12,24 |
Вода легко вытесняет спирты из их алкоголятов
R - O - Na + H2O ROH + NaOH
CH3 - CH2OH |
|
|
|
CH3 - CH2 |
|
O- + H+ |
|
|
|||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
Слабые кислотные свойства спиртов подтверждаются реакцией с активными щелочными металлами
2C2H5OH + 2Na 2C2H5ONa + H2
этилат
натрия
2 H2C - OH + Cu(OH)2 + 2NaOH
H2C - OH
H C - O |
|
O - CH |
|
2- |
|||
|
|
||||||
2 |
|
Cu |
|
|
2 |
. 2Na+ + 4H2O |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||
H2C - O |
|
O - CH2 |
|
|
гликолятмеди(II)
Фенолы проявляют по сравнению со спиртами, более сильные кислотные свойства. Это объясняется ЭА влиянием бензольного кольца (-М)
иустойчивостью образующегося аниона за счет делокализации отрицательного заряда (ρ,π- сопряжение)
.. |
O- |
O H |
- H+
Феноксид ион более устойчив, чем O- алкоксид ион
> CH3 O-
-C6H5: -M(ЭА) |
-CH3: +I(ЭД) |
Фенолы, в отличие от спиртов, легко взаимодействуют со щелочами, с образованием достаточно устойчивых фенолятов
OH |
ONa |
+ NaOH + H2O
Влияние заместителей на кислотность фенолов наиболее сильно, если заместители находятся в n-положении. ЭА заместители усиливают кислотность, а ЭД
– уменьшают
OH |
OH |
OH |
|
|
NO2 |
фенол |
|
|
OH |
|
||||||
|
|
|
||||
n-нитрофенол |
|
гидрохинон |
O- |
O- |
O- |
N |
OH |
|
.. |
O |
O |
-NO2: -I, -M (ЭА) |
-OH:-I<<+M (ЭД) |
||
|
|
||
|
|
|
|
|
уменьшениеустойчивости |
|
|
OH |
OH |
OH |
> >
|
|
NO2 |
фенол |
|
|
OH |
|
|
|
|
|||
|
||||||
|
|
|
||||
п-нитрофенол |
|
гидрохинон |
Уменьшение кислотности