Organske kisline

Organske kisline

Organske kisline so zelo razširjena skupina spojin v rastlinskem in živalskem svetu. V rastlinski proizvodi, organske kisline so najbolj pogosti (se imenujejo tudi sadje) - jabolčna, citronska, vinska, oksalna, piruvična, mlečna, salicilna, mravljinčna kislina, ocetna kislina in druge. Mlečne in druge kisline so pogoste pri živalskih proizvodih.

Sadne kisline so v vseh rastlinskih organih v prostem stanju ali v obliki soli, estrov itd. V plodovih so pretežno v prostem stanju, medtem ko v drugih delih rastlin prevladujejo povezane oblike. Najpogostejši so jabolčni, citronski, vinska, oksalna in druga. Te kisline tvorijo okus rastlinske hrane.

V nekaterih primerih količina kisline v rastlinah doseže zelo visoke vrednosti. Na primer, vsebnost oksalne kisline (v obliki kalcijeve soli) in kislice špinača shranili pri 16% citronsko kislino v limone - 9%, jabolčna kislina v jabolkih - 6%, itd

Glavna naloga organskih kislin, ki sestavljajo hrano, je povezana s sodelovanjem v procesih prebave. Te spremembe pH v alkalno strani, ki prispeva k oblikovanju neke sestavo mikroflore, so aktivno vključeni v energetsko presnovo (v Krebs cikel), spodbujajo izločanje želodčnega soka v prebavnem traktu, izboljša prebavo, stimulirajo črevesno peristaltiko, pomaga zmanjšati tveganje za mnoge v prebavilih in drugih bolezni, ki zagotavljajo dnevno blato normalne strukture, zavirajo razvoj gnusnih procesov v debelem črevesu.

Najpomembnejša funkcija organskih kislin je alkalizacija telesa.

Človeško telo ima določeno kislinsko-bazno razmerje. Odvisno je od števila pozitivno nabitih delcev (ionov) in negativno nabitih ionov. Pozitivni naboj ionov ustvarja kislo okolje, negativno nabitih ionov ustvarjajo alkalno okolje. Človeško telo nenehno vzdržuje to ravnovesje, ki se giblje med pH 7,36 - 7,42.

Motnje tega ravnotežja privedejo do različnih bolezni.

Zelenjava in sadje spodbujajo alkalizacijo telesa.

Organske kisline

Ukrepanje na telesu

Živila, ki vsebujejo organske kisline

Benzojsko in salicilno

Brusnice, lingvice, hruške, šljive, cimet

Ursol in oleik

Razširite venske posodice srčne mišice, ki preprečujejo atrofijo skeletnih mišic med staranjem telesa, prispeva k izgubi teže in ravni sladkorja v krvi

Apple lupina, sadje glog, lingonberry, granat, sivka, malina, morski bujon, gorski pepel

Uronske kisline (v pektini, dlesni)

Uporablja presežek holesterola, soli težkih kovin, radionuklidov, balastnih produktov, ki jih tvori metabolizem, prispevajo k nastanku askorbinske kisline v telesu

Veliko sadja in zelenjave, ki vsebujejo pektine

Sukcinska kislina (proizvedena v človeškem telesu)

Spodbuja proizvodnjo ene same snovi (ATP adenozin trifosfata), ki celice nabira energijo, spodbuja celično dihanje, je antioksidant, olajša sindrom obolenja

Črni kruh, sir, školjke, pesa, sončnična semena, ječmen, nezrele jagode kosmulja, grozdje, proizvodi iz kislega mleka, vložena zelenjava in sadje

Zavira apetit, upočasnjuje pretvorbo presežnih ogljikovih hidratov v maščobe, povečuje energetski potencial telesa, pomaga zniževati nivo holesterola v krvi in ​​zmanjša debelost jeter.

Glavna sestavina garcinia cambogia

Zavira pretvorbo ogljikovih hidratov v maščobe, s čimer preprečuje debelost, aterosklerozo.

V velikih količinah, ki jih vsebujejo zelje, kumare, kutine, bučke, jajčevci

Imajo protivirusne in protiglivične učinke in se uporabljajo tudi kot antioksidanti v živilski industriji.

Kava in druge hidroksikinamične kisline

K holetični, protivnetni učinek

Vsebuje rastlinske liste, poganjke, artičoke in artičoke

Benzojska in salicilna kislina

Antiseptični, antipiretični učinek

Vsebuje cvetove kamilice, meadowsweet, belo vrbo, črne in rdeče ribeze, maline

Malic, vinska, citronska, hidroksikarboksilna kislina

Sodelujejo pri alkalizaciji telesa, zmanjšajo tveganje za sintezo rakotvornih nitrozaminov v telesu in s tem tvegajo nastanek onkološke patologije.

V številnih sadjih in zelenjavi

Uronske kisline in njihovi derivati ​​(pektin)

Imajo detoksikacijske lastnosti - izločajo metabolične proizvode, soli težkih kovin, radionuklide, holesterol itd.

Vsebuje v celulozo sadja in jagodičja (jabolka, kutine, hruške, marelice, kosmulje, maline, češnje, breskve itd.),

Protivnetna, protimikrobna, regulacija pH, "prehrana" za prijazne črevesne bakterije

Mlečna kislina nastane med mlečno fermentacijo sladkorjev, zlasti v kislem mleku, med fermentacijo vina in piva

Tako so organske kisline izjemno pomembne za normalno delovanje človeškega telesa. Zato jih je treba dnevno zaužiti v sestavi živilskih proizvodov v obliki posebej zasnovanih zdravil.

Vendar pa je treba vedeti, da oksalna kislina na primer lahko doseže kalcijeve soli (kalcijev oksalat) ali deponira v sklepih, da se tvori kamni v sečilih. Proizvodi, bogati z oksalno kislino, vključujejo: kislino, špinačo, rabarbara, fig, purslane, kakav, čokolado. Blaga Vsebnost oksalne kisline je značilno za sladkorno peso in celo manj - za čebula, krompir, korenje, paradižnik, črnega ribeza, borovnice. Ta živila so nekoliko omejena, vendar niso izključena iz prehrane. V večini drugih zelenjadnic, sadja in jagodičja oksalne kisline je malo.

Glavni viri organskih kislin

Skoraj vsi proizvodi rastlinskega izvora so sestavljeni iz organskih kislin, vendar manj v zelenjavi kot v sadju ali jagodičju.

Za večino zelenjave (zelje, čebula, sveže kumare, sladka paprika itd.) Je količina kislin od 0,1 do 0,3 g na 100 užitnih delov. Cistoč (0,7 g), zemeljski paradižnik (0,8 g), rabarbara (1,0 g) se odlikujejo po višji vsebnosti organskih kislin.

V jagodah in sadju se vsebnost organskih kislin spreminja v širšem obsegu: v kutini, češeni slivi, ananasu, breskvi, grozdju - do 1,0 g; v jagodičju, šipu, črni čokoladi, pomaranče, mandarine, grenivke, jagode - do 1,9 g Vrtni rowan (2,2 g), črni ribez (2,3 g), rdeči ribez ima veliko organskih kislin (2, 5 g), brusnice (3,1 g), limona (5,7 g).

Mleko in mlečni izdelki so tudi viri organskih kislin. Njihova količina ni odvisna samo od vrste izdelka, načina njegove proizvodnje, ampak tudi od svežosti proizvoda. Med skladiščenjem kopičenje organskih kislin vodi do zelo visoke kislosti, zlasti fermentiranih mlečnih izdelkov, zaradi česar so neprimerni za uporabo v prehranski prehrani.

Proizvodi, ki vsebujejo večjo količino organskih kislin, vključujejo tudi pinjenec, kum, skuto in sirovo sirotko, sadne sokove, kvas, nekaj sadnih in jagodnih pijač, kislo vino.

Spodnje karboksilne kisline (oksalna, malonična (tartronična)) se nahajajo v plodovih in listih špargla, koprive, celandina, gorskega pepela, borovnice in tudi v nezrelih plodovih kosmulje.

Jabolka, vinska, citronska, hidroksikarboksilna kislina najdemo v plodovih bobnarjev (do 3%), jagod, malin in zelenjave.

Sorbične in para-sorbinske kisline so značilne za plodove gorskega pepela.

Mravljinčno kislino najdemo v malinju.

Kompleksna mešanica hidroksikinamičnih kislin je značilna za jagodičevje jagod, grozdje Amur, gorski pepel, ribez, gozdna jabolka.

Za jagode družine cvetlice so značilne fenolne kisline: p-hidroksibenzojska, protokateralna, o-pirokatehična in galična. Galonsko kislino najdemo tudi v čajnih listih.

Citronska kislina je še posebej bogata z agrumi in brusnicami (do 3%).

Pri malini obstaja veliko derivatov salicilne kisline, v manjših količinah so prisotne v jagodah, ribezih, češnjah in grozdju, rožmarinih, cvetovih kamilice, brusnicah, gorskem pepelu.

Kinovo kislino najdemo v slivah in brusnicah.

Vsebnost organskih kislin v zelenjavi, sadju, jagodah, gobah.

Zelenjava, sadje, jagode, gobe

Organske kisline

Hranilne komponente - organske kisline

Organske kisline - sestavine živil

Organske kisline so produkti razpadanja snovi v procesu izmenjalnih reakcij, katerih molekula vsebuje karboksilno skupino.

Spojine so vmesni elementi in glavne sestavine pretvorbe presnovkov energije na osnovi proizvodnje adenozin trifosfata, cikla Krebs.

Koncentracija organskih kislin v človeškem telesu odraža stopnjo delovanja mitohondrija, oksidacijo maščobnih kislin in presnovo ogljikovih hidratov. Poleg tega spojine prispevajo k spontani obnovi kislega baznega ravnovesja krvi. Napake v metabolizmu mitohondrija povzročajo nepravilnosti v presnovnih reakcijah, razvoj neuromuskularnih patologij in spremembe koncentracije glukoze. Poleg tega lahko privedejo do celične smrti, ki je povezana s postopki staranja in pojavom amiotrofne lateralne skleroze, Parkinsonove in Alzheimerjeve bolezni.

Razvrstitev

Največja vsebnost organskih kislin v proizvodih rastlinskega izvora, zaradi tega, se pogosto imenujejo "sadje". Dajo značilen okus sadju: kislo, pikantno, astringentno, zato se pogosto uporabljajo v živilski industriji kot konzervansi, sredstva za zadrževanje vode, regulatorji kislosti, antioksidanti. Razmislite o skupnih organskih kislinah in pod kakšnim številom aditivov za živila so določeni: mravljinčni (E236); jabolka (E296); vinska soba (E335 - 337, E354); Mleko (E326 - 327); oksal; benzojsko (E210); sorbični (E200); citron (E331-333, E380); ocetna kislina (E261-262); propionsko (E280); fumarno (E297); askorbični (E301, E304); jantar (E363).
Človeško telo "ekstrahira" organske kisline ne le iz živil v procesu prebave hrane, temveč jih proizvaja tudi neodvisno. Takšne spojine so topne v alkoholu, vodi, opravljajo funkcijo razkuževanja, izboljšujejo dobro počutje in zdravje ljudi.

Vloga organskih kislin

Glavna funkcija ogljikovih spojin je vzdrževanje kislinsko-baznih ravnotežij človeškega telesa.
Organske snovi povečajo pH nivoja medija, kar izboljša absorpcijo hranil s strani notranjih organov in izločanje toksinov. Dejstvo je, da imunski sistem, koristne bakterije v črevesju, kemične reakcije, celice delujejo bolje v alkalnem okolju. Nasičenje telesa je, nasprotno, idealen pogoj za blaginjo bolezni, ki temelji na naslednjih vzrokih: kisle agresije, demineralizacije, encimske šibkosti. Posledica tega je, da oseba doživi slabo počutje, nenehno utrujenost, povečano čustveno občutljivost, pojavijo se kisla slina, belching, spazmi, gastritis, razpoke v sklenini, hipotenzija, nespečnost in nevritis. Posledično tkiva poskušajo nevtralizirati presežek kisline z notranjimi rezervami. Oseba izgubi mišično maso, nima vitalnosti. Organske kisline so vključene v naslednje procese prebave, alkalizacije telesa:

  • aktivirati črevesno peristaltiko;
  • normalizirati dnevno blato;
  • upočasni rast gnusne bakterije, fermentacijo v debelem črevesju;
  • stimulira izločanje želodčnega soka.

Funkcije nekaterih organskih spojin:

    1. Mravljinčna kislina Ima aseptični učinek, upočasnjuje procese razpadanja, gnitje, zato se uporablja kot protibakterijsko konzervirno sredstvo pri pripravi hrane. Uporablja se lahko v čebelarstvu za boj proti parazitom, kot belilo v strojenju usnja, v mordantnem barvanju volne, konzerviranju sadja, fermentiranju zelenjave, pri proizvodnji sokov in brezalkoholnih pijačah. V naravi najdemo jabolka, maline, sladke češnje, koprive in čebelji med.
    2. Jajčna kislina. Kot aditiv za živila se uporablja pri proizvodnji slaščic, sadne vode. V medicini se uporablja za izdelavo zdravil za hripavost, zaprtje, v kozmetologiji - za "zmehčanje" in "razkuževanje" izdelkov. V gorskem pepelu, barvari, malini, nezrelih jabolkah, grozdju.

Vinska kislina. Uporablja se v analitični kemiji, medicini, živilski industriji za odkrivanje sladkorjev, aldehidov, pri izdelavi brezalkoholnih pijač, sokov. Deluje kot antioksidant. V največji količini v grozdju.

Mlečna kislina Ima baktericidno delovanje, se uporablja v prehrambeni industriji za zakisanje slaščic in brezalkoholnih pijač. Nastane med mlečno fermentacijo, se nabira v fermentiranih mlečnih izdelkih, fermentiranih, soljenih, kislem sadju in zelenjavi.

Oksalna kislina. Spodbuja delo mišic, živcev, izboljša absorpcijo kalcija. Ne pozabite pa, da če oksalna kislina med obdelavo postane anorganska, se oblikujejo soli (oksalati), ki povzročajo nastanek kamnov in uničijo kostno tkivo. Kot rezultat, oseba razvija artritis, artrozo, impotenco. Poleg tega se uporablja oksalna kislina v kemični industriji (za proizvodnjo črnila, plastike), metalurgijo (za čiščenje kotlov iz oksidov, rje, lestvice), v kmetijstvu (kot insekticid) in kozmetologiji (za beljenje kože). V naravi najdemo v zrnju, oreščkih, rabarburi, kislini, špinači, pese, bananah, sladkem krompirju, beluši.

Citronska kislina. Aktivira cikel Krebs, pospeši presnovo, razkriva lastnosti razstrupljanja. Uporablja se v medicini za izboljšanje energetskega metabolizma, v kozmetologiji - za uravnavanje pH izdelka, luščenje "mrtvih" celic epidermisa, gladke gube in ohranitev izdelka. V prehrambeni industriji (pri peki, za proizvodnjo gaziranih pijač, alkoholnih pijač, slaščic, želeja, kečapa, majoneze, džema, topljenega sira, hladnega tonika, konzerviranih rib) se kot regulator kislosti uporablja za zaščito pred pretokom uničevalnih procesov, izdelkov. Viri povezave: kitajska lemongrass, nezrelo pomaranče, limone, grenivke, apartmaji.

Benzojska kislina. Ima antiseptične lastnosti, zato se uporablja kot protiglivično protimikrobno sredstvo za kožne bolezni. Sol od benzojske kisline (natrij) - ekspektorant. Poleg tega se organska spojina uporablja za konzerviranje hrane, sintezo barvil in ustvarjanje parfumerijske vode. Za podaljšanje roka uporabnosti je E210 vključen v žvečilni gumi, marmelado, džem, marmelado, sladkarije, pivo, alkohol, sladoled, sadni pire, margarin, mlečni izdelki. Naravni viri: brusnice, lingvice, borovnice, jogurt, jogurt, med, karanfilno olje.

Sorbinska kislina. Je naravni konzervans, ima protimikrobni učinek, zato se uporablja v prehrambeni industriji za razkuževanje izdelkov. Poleg tega preprečuje zatemnitev kondenziranega mleka, oblikovanje brezalkoholnih pijač, pekarskih izdelkov, slaščic, sadnih sokov, polsesanih klobas, granularnega kaviarja. Ne pozabite, da se koristne lastnosti sorbinske kisline manifestirajo izključno v kislem okolju (pri pH pod 6,5). Največja vsebnost organskih spojin v plodovih pepela.

Ocetna kislina. Sodeluje v metabolizmu, se uporablja za pripravo marinade, ohranjanje. Najdemo jo v soljeni / fermentirani zelenjavi, pivu, vinu, sokovih.

Ursolične in oleinske kisline razširijo venske srce srca, preprečujejo atrofijo skeletnih mišic in zmanjšajo količino glukoze v krvi. Tartronik upočasni pretvorbo ogljikovih hidratov v trigliceride, preprečuje aterosklerozo in debelost, uronično odstrani radionuklide iz telesa, soli težkih kovin in gallic ima protivirusen, protiglivični učinek. Organske kisline - sestavine okusa, ki so v prostem stanju ali v obliki soli del prehrambenih izdelkov, ki določajo njihov okus. Te snovi izboljšajo prebavljivost in prebavo hrane. Energijska vrednost organskih kislin je tri kilokalorije energije na gram. V proizvodnji predelanih proizvodov se lahko tvorijo ogljikove in sulfonske spojine ali pa so naravni del surovin. Za izboljšanje okusa se pri pripravi jedi dodajajo organske kisline (v pecivo, džemi). Poleg tega zmanjšajo pH medija, zavirajo proces razpadanja v prebavnem traktu, spodbujajo črevesno peristalizo, spodbujajo izločanje želodca v želodcu, imajo protivnetno protimikrobno delovanje.

Dnevna obrestna mera, viri

Za vzdrževanje kislega baznega ravnovesja v normalnem območju (pH 7,36 - 7,42) je pomembno, da vsak dan uporabljamo izdelke, ki vsebujejo organske kisline.

Za večino zelenjave (kumare, paprika, zelje, čebula) je količina sestavine na 100 gramov užitnega dela 0,1 - 0,3 grama. Povečana vsebnost uporabnih kislin v rabarbara (1 grama), zemeljski paradižnik (0,8 grama), sorrel (0,7 grama), sadni sokovi, kvas, skuta sirotka, kum, kisla vina (do 0,6 grama). Voditelji z vidika organskih snovi so jagode in sadje:

  • limona - 5,7 grama na 100 gramov izdelka;
  • brusnice - 3,1 grama;
  • rdeči ribez - 2,5 grama;
  • črni ribez - 2,3 grama;
  • vrtni pepel - 2,2 grama;
  • češnje, jagode, mandarine, grenivke, jagode, črne jagode - do 1,9 grama;
  • ananasa, breskev, grozdja, kutine, češnje - do 1,0 grama.

Do 0,5 g organskih kislin vsebujejo mleko, fermentirane mlečne izdelke. Njihovo število je odvisno od svežine in vrste izdelka. Pri dolgotrajnem skladiščenju pride do zakisljevanja takih izdelkov, zato postane neprimerno za prehrano v prehrani. Glede na to, da ima vsak tip organske kisline poseben učinek, je dnevna potreba telesa v mnogih od njih odvisna od 0,3 do 70 gramov. S kronično utrujenostjo, zmanjšanim izločanjem želodčnega soka, avitaminozo, se potreba poveča. Z boleznijo jeter, ledvic, povečano kislost želodčnega soka, nasprotno, zmanjšuje. Indikacije za dopolnitev naravnih organskih kislin: nizka vzdržljivost, kronična slabost, zmanjšan ton skeletnih mišic, glavoboli, fibromialgija, mišični krči.

Zaključek

Organske kisline so skupina spojin, ki alkalizirajo telo, sodelujejo pri energetskem presnovo in se nahajajo v rastlinskih živilih (korenovke, listnate zelenice, jagode, sadje, zelenjava). Pomanjkanje teh snovi v telesu vodi do resnih bolezni. Kislost se poveča, absorpcija pomembnih mineralov (kalcija, natrija, kalija, magnezija) se zmanjša. Obstajajo bolečine v mišicah in sklepih, osteoporoza, bolezni mehurja, kardiovaskularni sistem, zmanjšuje imunski odziv, presnova se moti. S povečano kislostjo (acidozo) v mišičnem tkivu se poveča mlečna kislina, tveganje za nastanek sladkorne bolezni pa se poveča nastanek malignih tumorjev. Presežek sadnih spojin povzroča težave s sklepi, prebavo, moti ledvice. Ne pozabite, da organske kisline normalizirajo kislinsko-bazno ravnotežje telesa, ohranjajo zdravje in lepoto osebe, ki ugodno vpliva na kožo, lase, nohte, notranje organe. Zato morajo biti v svoji naravni obliki vsakodnevno v vaši prehrani!

Kislost in osnovnost organskih spojin

Reaktivnost organskih spojin je tesno povezana s pojmi "kislost" in "osnovnost". Za oceno kislosti in bazičnosti organskih spojin sta najpomembnejša teorija - teorija Brønsted (protolitična) in teorija Lewisa.

Po definiciji Brønsteda so kisline nevtralne molekule ali ionov, ki lahko dajo proton (protonski dajalci); Bronsted baze so nevtralne molekule ali ioni, ki lahko pritrdijo proton (sprejemnik protonov). Lewisova kislina je akceptor elektronskega para, Lewisova baza je donor elektronskih par.

Načeloma je večino organskih spojin mogoče obravnavati kot kisline, saj vsebujejo vezi C-H, N-H, O-H, S-H. Določena je bila kislinska moč stabilnost aniona, ki izhajajo iz disociacije te kisline. Bolj stabilen anion, večja je kislina. Stabilnost aniona je odvisna od številnih dejavnikov:

a) sposobnost atoma, ki je vezan na vodik, da zadrži elektronski par po odhodu proton (tj. elektronegativnost);

b) velikost tega atoma;

c) možnost delokalizacije (porazdelitev negativnega naboja nad drugimi atomi);

g) zmožnost topila, da solvati anion.

Kot merilo kislosti z uporabo ravnovesne konstante ionizacijske reakcije (Ka):

A ¾ N A ■ + N + [A ¨] [N +]

kislinski anion pro- [an]

Kislinski ton

Za udobje pogosto namesto Ka uporabimo pKa = ¾ lg Ka

Kislost različnih razredov organskih spojin z enakimi ostanki se poveča v naslednjem zaporedju:

Kislost organskih kislin

HE - kisline (karboksilne kisline, fenoli, alkoholi)

CH - kisline (ogljikovodiki in njihovi derivati)

NH - kisline (amini, amidi, imidi)

Kislinski center je element in povezana z njim atom vodika.

Jakost kisline je odvisna od stabilnosti aniona, t.j. iz konjugirane baze, ki nastane, ko je H + ločen od molekule. Bolj stabilen anion, večja je kislost spojine.

Stabilnost aniona je odvisna od številnih dejavnikov, ki prispevajo k delokalizaciji polnjenja. Čim večja je delokalizacija polnjenja, bolj stabilen anion, večja je kislostna lastnost.

Dejavniki, ki vplivajo na stopnjo preselitve:

Narava heteroatoma v središču kisline

Elektronski učinki atomov ogljikovodikovih ostankov in njihovih substituentov

Sposobnost anionov za solvation.

Odvisnost kislosti na heteroatomu.

Narava heteroatoma se razume kot njegova elektronegativnost (EO) in polarizabilnost. Bolj (EO), lažje je heterolitični prelom v molekuli. V obdobjih od leve proti desni z rastjo naraščanja jedrskega naboja (EO), tj. zmožnost elementov, da imajo negativni naboj. Zaradi premikanja elektronske gostote se zveza med atomi postane polarizirana. Več elektronov in večji polmer atomov, dlje oddaljeni od elektrona zunanjega energijskega nivoja od jedra, večja je polarizabilnost in višja je kislost.

Primer: CH-NH-OH-SH-

povečati E.O. in kislost

C, N, O - elementi enega obdobja. E.O. čas se poveča, se kislina poveča. V tem primeru polarizacijska vrednost ne vpliva na kislost.

Polarizabilnost atomov v obdobju se nekoliko spreminja, zato je glavni dejavnik, ki določa kislost, E.O.

Zdaj razmislite o OH-SH-

O, S - so v isti skupini, se polmer v skupini od vrha do dna povečuje, zato se poveča polarizabilnost atoma, kar vodi k povečanju kislosti. Pri S je atomski polmer večji kot pri O, zato imajo tiole močnejše kislinske lastnosti v primerjavi z alkoholom.

Primerjajte tri spojine: etanol, etantiol in aminoetanol:

Primerjaj z radikalno - so enaki;

Glede na naravo heteroatoma v funkcionalni skupini: S in O sta v isti skupini, vendar ima S atomski polmer večji, je polarizabilnost višja, zato ima etantiol večje kisle lastnosti

Zdaj primerjamo O in N. O ima višji EO., zato bo kislost alkohola višja.

Učinek ogljikovodikovega radikala in njegovih substituentov

Študente je treba posvetiti pozornost, da morajo primerjane spojine imeti isti kislinski center in eno topilo.

Elektronski umik (EA) substituenti spodbujajo delokalizacijo gostote elektronov, kar vodi k anionski stabilnosti in s tem povečanju kislosti.

Nasprotno, substituenti, ki donirajo elektron (ED), prispevajo k koncentraciji elektronske gostote v središču kisline, kar vodi k zmanjšanju kislosti in povečanju bazičnosti.

Na primer: monohidrični alkoholi kažejo šibkejše kislinske lastnosti v primerjavi s fenoli.

Acid center je enak

Topilo je enako

V monohidričnih alkoholih se gostota elektronov preusmeri iz ogljikovodikovega oksida v OH skupino, t.j. radikal kaže učinek + I, potem je velika koncentracija elektronske gostote koncentrirana na skupino OH, zaradi česar je H + močneje vezan na O in OH vez je težavno, zato imajo monohidrični alkoholi slabe kisle lastnosti.

V primeru fenola je, nasprotno, benzenski obroč EA, OH skupina pa je - E.D.

Zaradi dejstva, da hidroksilna skupina vstopi v skupno p-π konjugacijo z benzenskim obročem, gostota elektronov delokalira v molekuli fenola in se povečuje kislost, saj konjugaciji vedno spremljajo povečane kislinske lastnosti.

Povečanje ogljikovodikovega ostanka v monokarboksilnih kislinah vpliva tudi na spremembo kislih lastnosti in pri vnosu substituentov v ogljikovodik pride do spremembe kislih lastnosti.

Primer: v karboksilnih kislinah med disociacijo nastanejo karboksilatni ioni - najstabilnejši organski anioni.

V karboksilatnem iona je negativni naboj zaradi p, π-konjugacije enakomerno porazdeljen med dvema atoma kisika, t.j. delokalizira in ustrezno manj koncentrirana, zato je središče kisline močnejše v karboksilnih kislinah kot v alkoholih in fenolih.

S povečanjem ogljikovodikovega radikala, ki ima vlogo E.D. kislost monokarboksilnih kislin se zmanjša z redukcijo δ + na atom ogljika karboksilne skupine. Zato je v homologni vrsti kislin najmočnejša mravljična kislina.

Z uvedbo E.A. substituent v ogljikovodikovem ostanku, na primer klor - povečuje se kislost spojine, ker Zaradi učinka -I se gostota elektronov delokalizira in se poveča δ + na C-atomu karboksilne skupine, zato bo v tem primeru najmočnejša trikloroocetna kislina.

Kislost in osnovnost organskih spojin. Vrste Bernstedovih kislin. Dejavniki, ki določajo kislost organskih spojin. Bernstedovi razlogi.

Kislost in osnovnost - najpomembnejši koncepti, ki določajo številne fizikalno-kemijske lastnosti in reaktivnost organskih spojin. Za oceno kislosti in bazičnosti organskih spojin sta najpomembnejši dve teoriji - Bronstedova teorija in Lewisova teorija.

V skladu s teorijo Brønsted (protolitska teorija) je kislost in osnovnost spojin povezana s protonskim prenosom H +

Kisline so snovi, ki lahko sproščajo proton (proton donatorji).

Podlage so snovi, ki lahko pritrdijo proton (sprejemnik protonov).

Kislina in baza sta konjugirana kislinsko-bazna para. Kislinske lastnosti se manifestirajo v prisotnosti baze, glavne - v prisotnosti kisline. Obstaja povezava med kislino in bazo konjugiranega para: močnejša je kislina, šibkejša konjugirana baza in obratno. Na primer, ocetna kislina je šibkejša od klorovodikove kisline in Brønstedove kisline. Moč Bronstedovih kislin je odvisno od topila. To je posledica dejstva, da so solventne molekule sami kisline ali baze Bronsteda. Na primer, ko se kisla H-A raztopi v vodi, pride do ionizacije teh snovi:

Koncentracija vode je konstantna. Delostr[H2O] = Ka - konstanta kislosti. Večja je vrednost Ka, večja je kislina. K vrednostia za večino organskih snovi imajo majhne vrednosti, zato je bolj primerno uporabiti negativni logaritem Ka: pKa = - lg Ka. Manjša je vrednost pKa, večja je kislina.

Odvisno od narave elementa, s katerim je vezan cepeni proton, so Brönstedove kisline razdeljene na OH-kisline (karboksilne kisline, alkohole, fenole), SH-kisline (tiole), NH-kisline (amoniak, amine, amide), CH-kislin ogljikovodiki in njihovi derivati).

Naraščajoča kislost, Brønsted kisline so razporejene v vrsti:

Nato se p-kompleks preoblikuje v s-kompleks.

N-baze tvorijo vez s protonom zaradi para elektronov dušika (v aminah, heterocikličnih spojinah), kisikovega atoma (v alkoholih, etrih, karboksilnih kislinah, aldehidih, ketonih), atomu žvepla (v tiosilah, tioetrih).

Moč n-bazov se v seriji zmanjša: R-NH2 > R-OH> R-SH.

Na trdnost kislin in baz temelji na strukturi snovi in ​​naravi topila. Kislost organskih spojin je odvisna od:

· Od elektronegativnosti atomov, odgovornih za izražanje kislih lastnosti,

· Iz polarizabilnosti vezi v kislem centru;

· Od dejavnikov, ki določajo visoko stabilnost disociacije.

Kislinski dejavniki

Moč kisline določi stabilnost baze (anion), konjugiranega s to kislino (bolj stabilen anion, močnejša je kislina)

Narava in obremenitev atoma v središču kisline (elektronegativnost in polarizabilnost atoma, ki daje proton)

Elektronski vzeti (EA) substituenti povečujejo kislost, donor elektronov (ED) - nižja kislost

Dejavniki, ki določajo osnovnost

Njihov vpliv je praviloma nasproten vplivom dejavnikov, ki določajo kislost.

10. Elektrofilne nadomestne reakcije v aromatskih spojinah. Mehanizmi in primeri substitucije. Pravilo orientacije med substitucijo v aromatskih derivatih.

Reakcijski mehanizem sEAr ali aromatične elektrofilne nadomestne reakcije (z elektrofilno aromatično substitucijo) so najpogostejše in najpomembnejše med substitucijskimi reakcijami aromatskih spojin in so sestavljene iz dveh stopenj. V prvi fazi se elektrofil združuje, po drugi strani se elektrofluk razcepi:

Med reakcijo se tvori vmesni pozitivni polnilni intermediat (na sliki 2b). Imenuje se Weland intermediat, arionijev ion, arsenij ali σ-kompleks. Ta kompleks je praviloma zelo reaktiven in ga je mogoče enostavno stabilizirati s hitro cepitvijo kationa.

Mejna faza v veliki večini reakcij SEAr je prva stopnja.

Reakcija sEAr je običajno prikazan kot sledi [2]:

Relativno šibki elektrofili običajno delujejo kot napadalni delci, zato v večini primerov pride do reakcije SEAr nadaljuje pod katalizatorjem - Lewisovo kislino. Najpogosteje se uporablja AlCl.3, FeCl3, Febr3, ZnCl2.

V tem primeru je reakcijski mehanizem naslednji (na primer benzen kloriranje, FeCl katalizator3) [3]:

1. V prvi stopnji katalizator interagira z napadalnim delcem, da tvori aktivno elektrofilno sredstvo:

2. Na drugi stopnji se dejansko izvaja mehanizem S.EAr:

Tipične aromatične elektrofilne nadomestne reakcije

1. Nitracija aromatskih sistemov z dušikovo kislino v prisotnosti žveplove kisline za proizvodnjo nitro spojin:

Oblikovanje aktivnega delca [2]:

2. Žvepleni benzen, da dobimo sulfonske kisline:

Aktivni delec v reakciji je SO3.

3. Halogenacija benzena z bromom, klorom ali jodom vodi v nastanek aril halidov. Katalizator reakcije je železov (III) halogenid:

Oblikovanje aktivnega delca [2]:

+FeX_<3>>> rightarrow +FeX_<4>^<->>>> 4. Friedel-Craftsova reakcija - acilacija ali alkilacija z uporabo acil ali alkil halidov. Aluminijev klorid je tipičen reakcijski katalizator, vendar se lahko uporabi katero koli drugo močno Lewisovo kislino.

Reaktivnost in orientacija v benzenskih derivatih

Substituenti na benzenovem obroču lahko prispevajo k nadomestnim reakcijam (aktivirnim substituentom) in upočasnijo hitrost reakcije (deaktivirajoči substituenti). Nekatere skupine usmerijo zamenjavo v položaje orto in para, druge pa v meta.

Učinek različnih skupin na reaktivnost je razložen s stabilnostjo, z drugimi besedami, energijo aktivacije, potrebno za pridobitev treh možnih vmesnih intermediatov [1].

Reaktivnost in usmerjenost različnih skupin v derivate benzena [1] [4]:

Kislost in osnovnost organskih spojin

Pomembni vidiki reaktivnosti organskih spojin so njihove kisline in osnovne lastnosti. Za opis kislih in osnovnih lastnosti kemičnih spojin obstaja več teorij - teorija Bronsteda in Lowryja, teorija Lewisa in več drugih. Najpogostejša je teorija Bronsted in Lowry, ali protolitična teorija.

Glede na teorijo Bronsted-Lowry Kisline so nevtralne molekule ali ioni, ki lahko sproščajo proton (donatorji protonov), in baze so nevtralne molekule ali ionov, ki lahko pritrdijo proton (sprejemnik protonov).

Glede na teorijo Lewisa Kisline so nevtralne molekule ali ioni, ki lahko pritrjujejo elektronski par (akceptorje elektronskih par) in bazo sta nevtralne molekule ali ioni, ki lahko dajo elektronski par (donorji elektronskih par).

Iz tega izhaja, da teoretično lahko katerakoli spojina, ki vsebuje atom vodika, sprosti v obliki protonske snovi in ​​razkrije lastnosti kisline. Sposobnost darovanja protona lahko kaže ne samo nevtralne molekule (HCl, ROH), temveč tudi nabite delce - katione (NH4 + ) in anionov kislin (HSO4 - in drugi).

Anioni lahko služijo kot osnove - delci, ki imajo negativen naboj, npr. C1-, OH-, HSO4 - . Nevtralne molekule, ki vključujejo heteroatom, ki ima osamljen par elektronov, npr. Alkoholi ROH, NH, so lahko tudi baze.3, H2O.

Nevtralne molekule ali ioni, ki so glede na naravo druge komponente sposobni razkrivati ​​lastnosti kislin ali baz, imenujemo amfoterne. Na primer voda. Lahko je kislina, ki daje proton in bazo s protonom:

Kisline in baze kažejo svoje lastnosti samo v prisotnosti drug drugega. Nobena snov ne bo podarila protonja, če v sistemu ni akceptorja protonske baze in obratno. Tako tvori konjugatni kislinsko-bazni par, v katerem je močnejša kislina, šibkejša osnova konjugira z njo, in močnejša osnova, šibkejša kislina konjugata z njo.

Kislina, ki oddaja proton, se spremeni v konjugatno bazo in osnova, ki je sprejela proton, se spremeni v konjugatno kislino. Kislina je običajno označena z AH, osnova pa je B

kjer je HCl močna kislina; C1 - ionsko konjugirana šibka baza;

kje je CH3COOH je šibka kislina in CH3COO - - ionska konjugirana močna baza.

Splošni pogled je lahko prikazan kot:

H + │: A + B ↔ H: B + + A: -

na osnove. upreti se upreti se

Organske kisline

V organskih spojinah, odvisno od narave elementa, s katerim je vezan H +, se razlikujeta naslednje kisline:

HE - kisline (karboksilne kisline, fenoli, alkoholi)

CH-kisline (ogljikovodiki in njihovi derivati)

NH-kisline (amini, amidi, imidi)

SH-kisline (tiole).

Kislinski center je element in povezana z njim atom vodika.

Jakost kisline je odvisna od stabilnosti aniona, t.j. iz konjugirane baze, ki nastane, ko je H + ločen od molekule. Bolj stabilen anion, večja je kislost spojine.

Stabilnost aniona je odvisna od številnih dejavnikov, ki prispevajo k delokalizaciji polnjenja. Čim večja je delokalizacija polnjenja, bolj stabilen anion, večja je kislostna lastnost.

Dejavniki, ki vplivajo na stopnjo preselitve:

1. Narava heteroatoma v središču kisline

2. Elektronski učinki atomov ogljikovodikovih ostankov in njihovih substituentov

3. Sposobnost anionov do solvation.

1. Odvisnost kislosti na heteroatomu.

Narava heteroatoma se razume kot njegova elektronegativnost (EO) in polarizabilnost. Bolj (EO), lažje je heterolitični prelom v molekuli. V obdobjih od leve proti desni z rastjo naraščanja jedrskega naboja (EO), tj. zmožnost elementov, da imajo negativni naboj. Zaradi premikanja elektronske gostote se zveza med atomi postane polarizirana. Več elektronov in večji polmer atomov, dlje oddaljeni od elektrona zunanjega energijskega nivoja od jedra, večja je polarizabilnost in višja je kislost.

Primer: CH-NH-OH-SH-

povečati E.O. in kislost

C, N, O - elementi enega obdobja. E.O. čas se poveča, se kislina poveča. V tem primeru polarizacijska vrednost ne vpliva na kislost.

Polarizabilnost atomov v obdobju se nekoliko spreminja, zato je glavni dejavnik, ki določa kislost, E.O.

Zdaj razmislite o OH-SH-

O, S - so v isti skupini, se polmer v skupini od vrha do dna povečuje, zato se povečuje polarizabilnost atoma, kar vodi k povečanju kislosti. Pri S je atomski polmer večji kot pri O, zato imajo tiole močnejše kislinske lastnosti v primerjavi z alkoholom.

Primerjajte tri spojine: etanol, etantiol in aminoetanol:

H3C-CH2 - OH, H3C-CH2 - SH in H3C-CH2 - NH2

1. Primerjaj z radikalno - so enaki;

2. Po naravi heteroatoma v funkcionalni skupini: S in O sta v isti skupini, vendar ima S atomski polmer večji, je polarizabilnost višja, zato ima etantiol večje kisle lastnosti

3. Zdaj primerjamo O in N. O ima višji EO., zato bo kislost alkohola višja.

2 Učinek ogljikovodikovega radikala in njegovih substituentov

Študente je treba posvetiti pozornost, da morajo primerjane spojine imeti isti kislinski center in eno topilo.

Elektronski umik (EA) substituenti spodbujajo delokalizacijo gostote elektronov, kar vodi k anionski stabilnosti in s tem povečanju kislosti.

Nasprotno, substituenti, ki donirajo elektron (ED), prispevajo k koncentraciji elektronske gostote v središču kisline, kar vodi k zmanjšanju kislosti in povečanju bazičnosti.

Na primer: monohidrični alkoholi kažejo šibkejše kislinske lastnosti v primerjavi s fenoli.

1. Center kisline je enak.

2. Topilo je enako.

V monohidričnih alkoholih se gostota elektronov preusmeri iz ogljikovodikovega oksida v OH skupino, t.j. radikal kaže učinek + I, potem je velika koncentracija elektronske gostote koncentrirana na skupino OH, zaradi česar je H + močneje vezan na O in OH vez je težavno, zato imajo monohidrični alkoholi slabe kisle lastnosti.

V primeru fenola je, nasprotno, benzenski obroč EA, OH skupina pa je - E.D.

Zaradi dejstva, da hidroksilna skupina vstopi v skupno p-π konjugacijo z benzenskim obročem, gostota elektronov delokalira v molekuli fenola in se povečuje kislost, saj konjugaciji vedno spremljajo povečane kislinske lastnosti.

Povečanje ogljikovodikovega ostanka v monokarboksilnih kislinah vpliva tudi na spremembo kislih lastnosti in pri vnosu substituentov v ogljikovodik pride do spremembe kislih lastnosti.

Primer: v karboksilnih kislinah med disociacijo nastanejo karboksilatni ioni - najstabilnejši organski anioni.

V karboksilatnem iona je negativni naboj zaradi p, π-konjugacije enakomerno porazdeljen med dvema atoma kisika, t.j. delokalizira in ustrezno manj koncentrirana, zato je središče kisline močnejše v karboksilnih kislinah kot v alkoholih in fenolih.

S povečanjem ogljikovodikovega radikala, ki ima vlogo E.D. kislost monokarboksilnih kislin se zmanjša z redukcijo δ + na atom ogljika karboksilne skupine. Zato je v homologni vrsti kislin najmočnejša mravljična kislina.

Z uvedbo E.A. substituent v ogljikovodikovem ostanku, na primer klor - povečuje se kislost spojine, ker Zaradi učinka -I se gostota elektronov delokalizira in se poveča δ + na C-atomu karboksilne skupine, zato bo v tem primeru najmočnejša trikloroocetna kislina.

3 Učinek topila.

Medsebojno delovanje molekul ali ionov raztopine s topilom se imenuje proces solvation. Stabilnost aniona je v osnovi odvisna od njenega soljenja v raztopini: bolj je ion solventiran, bolj stabilen je in solvation je večja, manjša je velikost ionov in manj negativna delokalizacija polnjenja v njem.

Osnovnost organskih spojin.

Organske spojine, katerih molekule vključujejo atome dušika, kisika in žvepla, lahko delujejo kot baze z dodajanjem protona vodika zaradi osamljenega para elektronov na zunanji ravni energije. Heteroatom v molekuli organske snovi, ki se prilega protonu, se imenuje središče osnovnosti.

Brensted baze so razdeljene na n-baze in π-baze.

n - Baze so nevtralni ali negativno nabiti delci. Ti vključujejo: amonij (R3N, R = NH, RCN), oksonij (RC (O) R1, R-O-R1), sulfonij (R-S-R1, RC (S) R1).

π-baze (alkine, alkeni, dieni, arene) v njih so središče bazičnosti π-vezni elektroni. To so zelo šibke osnove, saj protonirani elektronski pari niso prosti.

Trdnost baze je določena s stabilnostjo nastalega kationa (konjugirane kisline). Bolj stabilen kation, večja je osnova.

Vrednost pK se navadno uporablja za kvantifikacijo osnovnosti. Bh+ - indeks osnovnosti osnovne lastnosti konjugatne kisline. Več pK Bh+, večja je osnova.

Vrste organskih kislin. Dejavniki, ki določajo kislost. Primeri

Sposobnost ioniziranja organskih spojin se zelo razlikuje. Eksperimentalno je mogoče določiti pK v vodni raztopinia le do -15 vrednosti (pKa voda 15.7). Za šibkejše kisline določimo pKa izvajajo v drugih topilih. Na primer, v tekočem amonijaku lahko določimo pK.a do vrednosti 33. Koreliranje kislosti v vodi in amoniaka z določanjem pKa za vsako vzporedno povezavo v teh dveh okoljih, ki omogoča prehod iz ene skale na drugo. Pristop k ocenjevanju kislosti zelo šibkih CH-kislin - je predlagal polarografsko lestvico kislosti. Ta lestvica zajema kisline, katerih kislost se spreminja za 50 redov. Pa vendar dobljene vrednosti pKa za šibke CH-kisline so zelo približne.

Zaradi izjemno velikega števila organskih spojin je nemogoče, da ima vsak od njih kvantitativno oceno kislih lastnosti. Dejansko konstante pKa v različnih topilih so določeni za relativno majhno število spojin in za mnoge pomembne biološko aktivne snovi niso znani. Zato je zelo pomemben kvalitativni pristop k ocenjevanju kislih lastnosti različnih kislinskih mest, ki temelji na oceni stabilnosti konjugatne baze: (!) Jakost kisline določi stabilnost konjugirane baze (anion), ki je nastala iz te kisline. Bolj stabilen anion, večja je kislina.

Z drugimi besedami, kislost je odvisna od kombinacije številnih dejavnikov, ki določajo stabilnost aniona A -:

• elektronegativnost in polarnost elementa, ki donira proton;

• stopnjo delokalizacije negativnega naboja v anionu;

• sposobnost aniona na solvation, tj. Interakcijo z molekulami topil.

Običajno na kislost večine snovi v raztopini hkrati vpliva več dejavnikov, vendar je v vsakem primeru prevladujoč eden ali več njih. V nadaljevanju bomo upoštevali vlogo teh dejavnikov pri določanju stabilnosti anionov (najprej brez upoštevanja vpliva medija). V odsotnosti učinkovanja soljenja se izkaže resnična (intrinzična) kislost te spojine. Notranja kislost se manifestira v plinski fazi, v tem primeru pa jo določi le struktura spojine.

Narava atoma v središču kisline. Vloga elektronegativnosti in polarizabilnosti elementa v kislinskem središču je mogoče jasno pokazati na primer Brenstedovih kislin z različnimi kislinskimi centri, vendar z enakimi substitucijami, v tem primeru etilnim radikalom:

S povečanjem kislosti Brønstedove kisline:

V istem vrstnem redu se poveča stabilnost ustreznih anionov. Bolj elektronegativni element je v središču kisline, bolj je sposoben nositi negativni naboj, zato bo stabilnejši anion.

Ker je elektronegativnost kisikovega atoma (3,5) večja od atoma dušika (3.0) in ogljikovega atoma (2.5), se stabilnost ustreznih anionov zmanjša v istem zaporedju. Primerjani elementi so v istem obdobju in njihova polarizacij je skoraj enaka. Za elemente tretjega in nadaljnjih obdobij periodičnega sistema ima glavni vpliv na stabilnost aniona faktor polarizabilnosti. V zgornji skupini Brønstedovih kislin v primeru etantiola je atom žvepla večji in lažje polariziran kot elementi drugega obdobja (O, N, C) drugih kislin. Negativen naboj na atomu žvepla se presega delokaliziramo. Zato je ion alkanetioolata stabilnejši od ustreznega alkoksidnega iona itd. Na splošno bo SH-kislina močnejša od OH, NH- in CH-kislin. Za predstavljeni vzorec spojin je kislost v plinski fazi in v raztopini enaka zaradi dejstva, da se bo izravnalo anionov podobne velikosti. Tioli, kot močnejše kisline, reagirajo z alkalijami, pa tudi z oksidi, hidroksidi in solmi težkih kovin. Z alkalnimi kovinami tiole tvorijo soli, topne v vodi, s težkimi kovinami - netopnimi:

Sposobnost tiola za vezavo ionov težkih kovin je privedla do njihove uporabe kot protistrup za zastrupitev z arzenom, živim srebrom, kromom, bizmutom in drugimi kovinami, povezanimi s tiolnimi strupi.

Alkoholi, kot so šibke kisline, praktično ne reagirajo s kovinskimi hidroksidi; pK vrednostia alkoholi so blizu pKa voda je enaka 15,7. Ko etanol sodeluje z alkalijami, se ravnovesje premakne proti prvotnemu alkoholu in vsebnost natrijevega etoksida v reakcijski zmesi je majhna. Vendar pa lahko alkoholi reagirajo z alkalijskimi kovinami in močnimi bazami, kot so kovinski hidridi ali amidi, litijev in organomagnezijski reagenti:

Etilin in propan ne kažejo opaznih kislih lastnosti. Kljub temu so v drugih NH- in CH- kislih lastnostih izražene veliko močnejše zaradi elektronskega odvzemanja substituentov, povezanih s središčem kisline.

Stabilizacija anionov zaradi konjugacije. Pri primerjavi kislosti spojin z istim elementom v središču kisline postane delokalizacija negativnega naboja v anionu glavni dejavnik, ki določa svojo kislost. Stabilnost aniona se znatno poveča, če obstaja možnost delokalizacije negativnega nabora vzdolž sistema konjugiranih vezi. Tipičen primer manifestacije delovanja tega faktorja v skupini OH-kislin je povečanje kislosti med prehodom iz alkoholov v fenole in na karboksilne kisline.

Povečanje kislosti fenolov v primerjavi z alifatskimi alkoholi se razlaga z večjo stabilnostjo fenoksidnega iona, v katerem se negativni naboj delokalizira s sodelovanjem ogljikovih atomov benzenskega obroča:

Kislost karboksilnih kislin je v primerjavi s fenoli posledica stabilizacije acilatnih ionov, pri katerih je negativni naboj zaradi p, π-konjugacije enakomerno porazdeljen med dvema atoma kisika:

Delokalizacija negativnega nabora vzdolž sistema konjugiranih vezi, ki vodi k stabilizaciji aniona, povzroči povečanje kislosti in drugih vrst kislin.

Učinek elektronskih učinkov substituentov, povezanih s središčem kisline. Ne glede na mehanizem prenosa elektronskega vpliva substituenta (indukcijskega ali mezomernega) je na splošno izpolnjeno naslednje pravilo: (!) Elektronski odvzemni substituenti spodbujajo delokalizacijo negativnega nabojnika, stabilizirajo anion in s tem povečajo kislost. Nasprotno pa ga zavirajo elektroni, ki donirajo elektroniko. Učinek na kislost atomov halogenov, ki sprejemajo elektron, je jasno prikazan z vrednostmi pK.a mono- in trihalogeno substituirane ocetne kisline. Najmočnejši učinek je najbolj elektronegativni element fluora:

Vpliv substituentov je še posebej izrazit v seriji substituiranih fenolov. Na primer, nitro skupina, ki odvzema elektron, dodatno tvori stabilizacijo nastalega aniona, kar vodi k povečanju kislosti p-nitrofenola (pKa 7.1) v primerjavi z nesubstituiranim fenolom (pKa 10). Prisotnost v benzenovem obroču treh nitro skupin vodi v dejstvo, da 2,4,6-trinitrofenol (pikrinska kislina) že postane zelo močna kislina (pKa 0,8), primerljiva z mineralnimi kislinami. Kovinski elektron in donatorske skupine destabilizirajo fenoksidne ione in zmanjšajo kislost n-metilfenola (pKa 10,1) in n-aminophenol (pKa 10.5):

V aromatskih kislinah je vpliv substituentov v meta- in para-položajih benzenovega obroča v skladu s splošnim pravilom: tisti, ki odvzemajo elektrone, povečujejo kislost in jih donirajo elektroni. Obnašanje orto-substituiranih kislin je pogosto nenormalno. Ortho-substituirane benzojeve kisline so na splošno močnejše od ustreznih para-izomerov, ne glede na to, ali je substituent donor ali akceptor. Ta vpliv substituenta se imenuje ortho učinek. Včasih ima ortho učinek zelo očitno razlago. Na primer, n-hidroksibenzojska kislina (pKa 4.58) šibkejše od benzojske (pKa 4.19), kot je bilo pričakovano, glede na učinek na kislost skupine, ki donira elektrono OH. Vendar je salicilna (o-hidroksibenzojska) kislina veliko močnejša (pKa 2.98), saj intramolekularna vodikova vezava prispeva k stabilizaciji salicilatnega iona, ki ga tvori ta kislina, kar vodi k povečanju kislosti tega določenega izomera:

Učinek solvation. Učinek solvation je lahko zelo pomemben. V skoraj vseh primerih kislinsko-baznih interakcij lahko domnevamo, da so originalne nevtralne molekule in nastali ioni soli različno. Stabilnost aniona je v veliki meri odvisna od solzije v raztopini. Interakcija med topilom in ionom je lahko po naravi različna - elektrostatična, koordinacija (vključno zaradi vodikovih vezi), hidrofobna. S solvationom iona se polnjenje razdeli s sodelovanjem molekul topil, ki ga obdajajo. Praviloma je soljenje ionov v polarnih topilih močnejše, bolj polarno topilo. Ker je celoten nabor interakcij med ionom in njegovim okoljem izjemno težko upoštevati, se uporablja naslednje pravilo: (!) Manjše je velikost ionov in bolj je lokalizirana naboj v njej, bolje je solvatirati.

Težko je razlagati vprašanje razmerja med kislostjo spojin v vodnem okolju in plinsko fazo. Razvoj metod ionske ciklotronske resonance in visokotlačne masne spektrometrije je omogočil dovolj natančno določitev termodinamskih ravnotežij v plinski fazi. Tako je bilo ugotovljeno, da sta ocetna kislina in fenol v plinski fazi blizu trdnosti kislosti, medtem ko sta v vodi pKa zaradi hidratacijskega učinka anionov se te spojine razlikujejo za pet reda velikosti. Domneva se, da delokalizacija negativnega naboja vzdolž benzenovega obroča v fenolatnem ionu zmanjša njeno sposobnost, da tvori vodikove vezi z vodo. Bistvena kislost alifatskih alkoholov v plinski fazi se poveča z naraščajočo dolžino in razvejanjem alkilnega radikala:

Alkilne skupine lahko sodelujejo pri delokalizaciji negativnega naboja, ker je atom kisika, ki nosi negativno energijo, donor elektronov glede na alkilne skupine. V vodni raztopini se zgornji režim povečanja kislih lastnosti teh alkoholov obrne. Takšen preobrat številnih kislih lastnosti v vodi v primerjavi s plinsko fazo se razloži z boljšo hidratacijo majhnega etoksidnega iona in šibkejšo hidratacijo večjega terc-butoksidnega iona. V plinski fazi so alkoholi močnejše kisline kot voda; v vodni raztopini - šibkejše kisline kot voda:

Tako ima učinek solvation lahko močnejši učinek kot elektronski učinki substituentov. Pri napovedovanju prevladujočega vpliva se lahko vodijo predvsem z omejevanjem primerov:

• v molekulah z ogljikovodikovimi radikali, ki se močno razlikujejo po velikosti, je energetski prispevek solvation večji kot pri elektronskih učinkih. V raztopini v primerjavi s plinsko fazo se vrsta kisline obrne;

• v molekulah z ogljikovodikovimi radikali s podobno velikostjo (fenoli, aromatske kisline, itd.) Je energijski prispevek solvijskega učinka manjši kot pri elektronskih učinkih. Vrstni red spremembe v kislosti v plinski fazi in vodnem mediju je enak.

Preberite Več O Prednostih Izdelkov

Tavolga: zakaj so jo ljubili naši predniki

avtor Bashirova R., foto Shmytov I.St Peterburgski arheolog Aleksander Semenov, ki smo ga slučajno srečali na vlaku, je vprašal mojo hčerko in se spraševala: "Kaj misliš, da je razlog za starodavni kult tavolge med tujkimi ljudmi?

Preberi Več

Encimi v telesu - vrste, njihova vloga in delovanje

Brez encimov oseba ne bo sposobna preživeti, ker telo potrebuje beljakovinske molekule za vse pomembne metabolne procese in zdravo prebavo.Encimi v človeškem telesu imajo strukturo proteinov.

Preberi Več

Jagoda - sestava, prednosti, škoda in izbirna pravila

VsebinaOsvežujoče in poživljajoče jagode - ena od vrst jagode iz muškatnega oreha z majhnimi dišečimi sadji. Ne razširijo se na tla, kot so jagode, ampak se stegne navzgor na stebelih.

Preberi Več