Hoofdstuk VII aciditeit en basiciteit HOOFDSTUK VII aciditeit
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit HOOFDSTUK VII: aciditeit en basiciteit Mc Murry: pagina 29 -54
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit VII. 1 Polaire covalente bindingen en elektronegativiteit (Mc Murry: p 29 -31)
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Inductief effect
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit VII. 2 Polaire covalente bindingen en dipoolmoment Dipoolmoment m : maat voor de netto moleculaire polariteit sommering van alle individuele bindingspolariteiten en bijdragen van vrije elektronparen in de molecule. Water, H 2 O m =1. 85 D methaan m =0 D Ammoniak, NH 3 m =1. 47 D tetrachloormethaan m =0 D
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit VII. 3 Zuren en basen: de Brønsted-Lowry definitie Het zuur-base gedrag van organische moleculen verklaart veel van het chemisch gedrag ! Een Brønsted-Lowry zuur : geeft een waterstof ion H+ (proton) af Een Brønsted-Lowry base : neemt een waterstof ion H+ (proton) op H — A + : B zuur base A: geconjugeerde base + H — B+ geconjugeerd zuur
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit H — Cl + H 2 O zuur base Clgeconjugeerde base + H 3 O + geconjugeerd zuur
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit VII. 4 Zuur en basesterkte HA + H 2 O A - + H 3 O+ [ H 2 O] ongeveer constant bij 55. 6 M (cfr. 1000/18)
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit p. Ka = - log Ka Sterker zuur (hogere Ka): lagere p. Ka Zwakker zuur (lagere Ka): hogere p. Ka Organische p. Ka schaal
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit CH 4 p. Ka 50 NH 3 33 H 2 O 15. 7 HF PH 3 29 H 2 S 7. 0 H 2 Se 3. 9 HCl -2. 2 HBr -5 HI -(6 -10) 3. 2
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit VII. 4. 1 Oxyzuren
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Fenol: * delokalisatie van de lading op O naar de aromatische kern. ! negatieve lading op C (ipv O) ; geen aromatische stabilisatie meer * orbitaalvoorstelling: O sp 2 -gehybridiseerd, twee e-paren in sp 2 -orbitaal, één in p-orbitaal
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Inductief effect
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit • C-Z binding: polaire binding, de resulterende dipool is zo georiënteerd dat er stabilisatie plaatsgrijpt door elektrostatische aantrekking tussen het positieve einde van de dipool en de negatieve lading op O inductief effect • Grootte van het effect: met toenemende elektronegativiteit met toenemende afstand
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Elektronzuigende groepen: verhogen de aciditeit , -I(nductief) effect Elektrongevende groepen: verlagen de aciditeit, + I effect
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Dicarbonzuren
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Gesubstituteerde fenolen • Delokalisatie van de negatieve lading naar ortho- en para-positie “extra”effect met substituenten op deze plaatsen. • In geval van nitro-groep: delokalisatie van de negatieve lading naar de nitrogroep toe.
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit • Me. O-groep: vermindert het zuur karakter. Voor de NH 2 -groep effect nog meer uitgesproken. • Naast elektronenzuigend (-I effect), delokalisatie in tegenovergestelde richting, destabiliserend M(esomeer) effect
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Samenvattend overzicht
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit VII. 4. 2 Stikstofzuren • Aminen vooral bekend om basische eigenschappen. • Als zuren ter vgl met HO-derivaten: * N: minder elektronegatief geringere aciditeit, negatieve lading minder gestabiliseerd. * Secundaire aminen minder zuur dan primaire owv elektrongevende alkyl (R)-groep. * Aniline zuurder dan primair alifatisch amine (cfr. fenol tov alifatisch alcohol). * Amiden (RCONH 2) zeer zuur tov aminen: p. Ka- verschil van 20.
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Basiciteit van aminen (N: ) in functie van aciditeit van het geconjugeerde zuur (N +H) Hoe zwakker (grotere p. Ka) het geconjugeerde zuur, hoe sterker de base
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Pyrrool
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Natuurlijk voorkomende basen Basiciteit van N-basen neemt toe naarmate geprotoneerde vorm gestabiliseerd wordt.
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Basiciteit van amide • De aminogroep in een amide heeft geen basische eigenschappen. • Mogelijkheid voor elektronendelokalisatie verdwijnt bij protonatie van N. • Protonatie zelfs bij voorkeur op O, delokalisatie van + mogelijk naar N
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit VII. 4. 3 Koolstofzuren Belang van koolstof-hybridisatie
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Stabilisatie door aanwezigheid van een dipool
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Stabilisatie door delokalisatie (p-p)-delokalisatie (p-d)-delokalisatie
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Voorbeelden van stabilisatie door (p-p)- delokalisatie
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Stabilisatie door (p-p)- delokalisatie naar heteroatoom Betere stabilisatie wanneer de delokalisatie gebeurt naar een meer elektronegatief atoom !
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Stabilisatie door (p-d)- delokalisatie
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Yliden: naast (p-d)-delokalisatie ook elektrostatische aantrekking. Let wel: dit laatste alleen is niet voldoende, cfr. deprotonatie van ammoniumzout !
VII. 4. 4 De organische basen Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Kwantitatief omzetten van zuur substraat H-A in geconjugeerde base A: - base nodig waarvan het geconjugeerde zuur BH een p. Ka-waarde bezit die minstens 5 eenheden hoger ligt !!
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Vorming van alkoxide-basen Vorming van amide-basen p. Ka H 2 30 Carbanionen als base n-butyllithium en tert-butyllithium: sterkste basen in courant gebruik
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Gebruik van de organische basen: voorbeelden
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit Gebruik van droge solventen noodzakelijk !!
Hoofdstuk VII: aciditeit en basiciteit VII. 5 Zuren en basen: de Lewis definitie Een Lewis zuur : neemt een elektronpaar op Een Lewis base : geeft een elektronpaar af Het uitgewisselde elektronpaar: gedeeld als een covalente binding (Mc Murry: p 51 -55)
- Slides: 38