Карбанионы, содержащие галогены
Органическая химия / Кислоты и основания / Органическая химия / Кислоты и основания / Карбанионы, содержащие галогены Карбанионы, содержащие галогены

Введение атома хлора в молекулу метана приводит к тому, что кислотность соединения возрастает. Второй и третий атомы хлора еще более усиливают кислотность, и хлороформ отщепляет протон уже при действии концентрированного водного раствора NaOH. Образующийся таким путем трихлорметильный анион нестабилен; он быстро отщепляет хлорид-ион с образованием дихлоркарбена - очень реакционноспособной частицы, при обычных условиях практически мгновенно реагирующей с компонентами среды:

Распад трихлорметильного аниона смещает кислотно-основное равновесие, и

Распад трихлорметильного аниона смещает кислотно-основное равновесие, и поэтому величину рКа можно указать лишь ориентировочно.

Стабилизация карбанионного центра соседними атомами хлора объясняется отрицательным индуктивным эффектом. Поскольку индуктивный эффект в ряду галогенов увеличивается от йода к фтору, можно ожидать, что кислотность галоформов будет возрастать в ряду CHI3<CHBr3<CHCl3<CHF3. Однако на самом деле порядок обратный.

Фтороформ является наиболее слабой кислотой из всех галогенов. Отсюда

Фтороформ является наиболее слабой кислотой из всех галогенов. Отсюда следует, что кроме индуктивного эффекта, галогены должны проявлять еще один какой-то эффект: или дополнительный стабилизирующий, возрастающий от фтора к йоду, или дестабилизирующий, возрастающий от йода к фтору. Стабилизирующий эффект можно представить как участие в делокализации отрицательного заряда d-орбиталей галогена. Согласно этой точке зрения, фтороформ потому является наиболее сильной кислотой из всех галоформов, что в этом случае d-орбитали галогена - элемента второго периода - лежат слишком высоко, и поэтому сопряжение типа р-d (т.е. вклад структур с 10 электронами на внешней оболочке галогена) невозможно:

Согласно другой точке зрения, на кислотность галоформов влияет в первую

Согласно другой точке зрения, на кислотность галоформов влияет в первую очередь дестабилизирующий эффект (+М)-типа, т.е. отталкивание между неподеленными парами (заполненными орбиталями) галогена и углерода:

Этот эффект (иногда называемый антисопряжением) наиболее сильно должен

Этот эффект (иногда называемый антисопряжением) наиболее сильно должен проявляться у фтора - элемента того же периода, что углерод, так как орбитали элементов одного и того же периода имеют близкие размеры, и поэтому перекрываются наиболее эффективно.

Таким образом, влияние галогенов на стабильность карбанионов имеет сложную природу и описывается тонким балансом между индуктивным эффектом, отталкиванием неподеленных пар и р-d-сопряжением.

Смотрите также

Производство фенола
Фенол С6Н5ОН—бесцветное кристаллическое вещество со специфическим запахом, температурой плавления 43°С, температурой кипения 181°С, удельным весом 1,071. Фенол применяется в производстве ...

Ниобий
Ниобий — это химический элемент XX в. в прямом и переносном смысле. Хотя как элемент его открыли в самом начале XIX в. (1801 г.), но как металл был получен лишь век спустя (1907 г.), а сейчас без н ...

Характеристика химического элемента № 6 Углерод
...