5.6
在酸碱反应中,当使用的碱强于溶剂的共轭碱时,该碱会夺取溶剂的质子,生成溶剂的共轭碱。随着时间推移,碱被完全消耗,因而无法再使任何弱于溶剂的酸发生去质子化反应。
同样,如果使用比溶剂共轭酸更强的酸,该酸会质子化溶剂,从而生成更多的溶剂共轭酸。最终,将没有足够的酸存在以质子化比溶剂更弱的任何碱。
在这两种情况下,溶剂可防止强碱或强酸与目标化合物发生反应。这就是溶剂的拉平效应。
为了成功进行酸碱反应,所选择的溶剂必须能够促进反应,同时自身不参与反应。
举例来说,考虑一个酰胺离子的水溶液。由于酰胺离子比水的共轭碱更强且更不稳定,它会夺取水中的质子,从而促进更多氢氧根离子的生成。
因此,该溶液主要含有氢氧根离子,而酰胺离子含量很少。由于水的拉平效应,酰胺离子被消耗,无法用于对乙炔等pKa 值高于水的化合物进行去质子化反应。
假设使用一种比乙炔的 pKa 值更高的碱性溶剂(例如氨)。在这种情况下,氨基离子将使乙炔去质子化,而不是使溶剂氨去质子化,因此反应将按预期进行,生成更多的乙炔共轭碱。
总之,溶剂的酸性会均化强碱的强度;也就是说,所使用的碱不能强于溶剂的共轭碱。
类似地,溶剂的碱性会均化强酸的强度,这意味着所使用的酸不能比溶剂的共轭酸更强。
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