19.9
杂环胺的碱性受到共振效应和杂化效应的共同影响。
为了理解共振效应,可以考虑两种芳香杂环胺——吡啶和吡咯。吡啶氮原子上的非键合电子位于一个 sp2 杂化轨道中。由于它们不参与构成芳香六隅体,因此可用于质子化。
在吡咯中,非共用电子位于一个 p 轨道中,并构成芳香π体系的一部分。因此,质子化在此处是不利的,因为共轭酸中会失去芳香性。
由于质子化吡咯的pKa小于质子化吡啶的pKa,因此吡啶的碱性比吡咯强。
对于杂化效应,需考虑胺氮原子的杂化情况。随着杂化中s轨道成分的增加, s 随着电负性的增加,非键合电子被更紧密地束缚,因而更难被质子化。
较少 s 特征 sp3-杂化的哌啶氮,易于质子化,具有较高的pKa 共轭酸的pKa值越高,碱性越强。因此,哌啶的碱性比吡啶强。