9. Seminář z organické chemie
Základní faktory ovlivňující kyselost (řazeno podle důležitosti) 1. Elektronegativita a velikost deprotonovaného atomu
Elektronegativita rozhoduje při srovnání atomů ve stejné periodě.
roste elektronegativita
00000 0000
Ge  As   Se Br
0
HßC-CH2—H pKa = 50
H3C-O-H
pKa= 15,5
H2N-H pKa = 38
HO-H
Velikost atomu rozhoduje při srovnání atomů ve stejné skupině.
00000 0000
Ge  As   Se Br
0
roste velikost atomu
H3C-O-H
pKa= 15,5
H3C-S-H
pKa = 10,3
H-F
pKa = 3,18
H-l
pKa = -9
2. Konjugace (uplatnění M— efektu)
CH3CH2-q-H -CH3CH2-qP
pKa= 15,9
H3C-( H3C-^ ľn-w xr
:q-h
pKa = 4,76
1
o: £o: Kt
H
pKa = 20,0
:o :o>
.. ..e
:o\ :o:i
:o? :o
H H
pKa = 8,84
H3C CH3 H
Konjugace elektronového páru s elektronakceptorní skupinou zvyšuje kyselost. 3. Indukční efekt
:Ah Vo-- cV°-h c^°-h
H
pKa = 4,76
H
pKa = 2,87
H
pKa = 1,25
Cl
pKa = 0,70
Skupiny s I— efektem kyselost zvyšují, skupiny s 1+ efektem kyselost snižují.
4. Typ orbitalu/hybridizace
H3OC-H H
H2c=q
H
pKa = 50 pKa = 44
Větší podíl s orbitalu zvyšuje kyselost. 5. Vliv solvatace
\
HC=C-H pKa = 25
ch3 (h
1 ..e\ >_.. h3c-c-q: ) -o.
ch3
pKa= 15,5
h^h
pKi,=4,75
CH2CH3
pKj, = 3,4
CH2CH3
h ^ ch2ch3 pKb = 3,02
p/<a= 19,2
CH2CH3 H3CH2C   ^ CH2CH3
pKb = 3,25
Účinnější solvatace konjugované báze zvyšuje její stabilitu a zvyšuje tak kyselost konjugované kyseliny.
Typické hodnoty pK^ různých aminu
H-N
H H
HoC-N
pKb
4,75
3,34
O
pKb
9,13
8,77
2
Typické hodnoty pKa různých organických látek
h2so4
h.®
h3o
H3C-^
OH
H20
-9 -2,9
4,76
9,9
14,0
CHoOH 15,5
CH3CH2OH 15,9
H3C
H3C-)—OH 19,2 H3C
H2S
SH
CH3SH O O
6,62
7,04 a 11,96 10,4
H3C^X^CH3 8'84 H H
-A:
H
HC=C-H H
H
H2C=C
H
H
H3C-C-H H
19,2
25
38
45
50
Příklady:
1. V následujících molekulách najděte nejkyselejší atómy vodíku.
h h h h
ho'cvcvh ' s 1 hs h h
o o
N N N
1 1 1
h h h
h o
hyS^oh
h o
h h
2. V následujících molekulách najdete nejbazičtější atom.
1 1 h h
O
oh
nh2
ch3
nikotin
imidazol
l-arginin
lidokain
3
3. Určete, na kterou stranu budou posunuty následující acidobazické reakce.
O _ o
a +   °OH a§      + H20
rlßU        '-'riß rlßU Url2
° 0 °
a„h +    NH2 + NH3
rlßO        '-'riß rlßO Ori2
4. V následujících dvojicích látek identifikujte tu, která je silnější kyselinou.
a) b) CF3CH2OH CH3CH2OH
c) d) Cl
H3c-^a^OH      H3C. ^ ^OH
O Cl o
e) f) H3C    n-\ H3C     /r^ ®q
b-fVoH   vTVoh     Ns-/y0h fy.
-OH
®0-N
O
g)
o o
a ^ a
H3C     O     CH3    H3C CH3
4