المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
اقليم الغابات المعتدلة الدافئة
2024-11-05
ماشية اللحم في كازاخستان (النوع كازاك ذو الرأس البيضاء)
2024-11-05
الانفاق من طيبات الكسب
2024-11-05
امين صادق واخر خائن منحط
2024-11-05
اماني اليهود بدخول الجنة
2024-11-05
امامة إبراهيم اقترنت بكلمات
2024-11-05

موجة انسياقية drift wave
23-9-2018
حكم الارتماس في الماء.
19-1-2016
طبيعة السياحة
29-5-2020
The vowels of RP THOUGHT
2024-03-12
الفضة
1-5-2018
المتحسسات الحيوية البصرية ذات المرآة الرنانة Resonant Mirror Optical biosensor
8-12-2016

Acidity of Alpha Hydrogen Atoms: Enolate Ion Formation  
  
1921   07:55 صباحاً   date: 18-11-2019
Author : ..................
Book or Source : LibreTexts Project
Page and Part : .................

Acidity of Alpha Hydrogen Atoms: Enolate Ion Formation

For alkylation reactions of enolate anions to be useful, these intermediates must be generated in high concentration in the absence of other strong nucleophiles and bases. The aqueous base conditions used for the aldol condensation are not suitable because the enolate anions of simple carbonyl compounds are formed in very low concentration, and hydroxide or alkoxide bases induce competing SN2 and E2 reactions of alkyl halides. It is necessary, therefore, to achieve complete conversion of aldehyde or ketone reactants to their enolate conjugate bases by treatment with a very strong base (pKa > 25) in a non-hydroxylic solvent before any alkyl halides are added to the reaction system. Some bases that have been used for enolate anion formation are: NaH (sodium hydride, pKa > 45), NaNH2 (sodium amide, pKa = 34), and LiN[CH(CH3)2]2 (lithium diisopropylamide, LDA, pKa 36). Ether solvents like tetrahydrofuran (THF) are commonly used for enolate anion formation. With the exception of sodium hydride and sodium amide, most of these bases are soluble in THF. Certain other strong bases, such as alkyl lithium and Grignard reagents, cannot be used to make enolate anions because they rapidly and irreversibly add to carbonyl groups. Nevertheless, these very strong bases are useful in making soluble amide bases. In the preparation of lithium diisopropylamide (LDA), for example, the only other product is the gaseous alkane butane.

Because of its solubility in THF, LDA is a widely used base for enolate anion formation. In this application, one equivalent of diisopropylamine is produced along with the lithium enolate, but this normally does not interfere with the enolate reactions and is easily removed from the products by washing with aqueous acid. Although the reaction of carbonyl compounds with sodium hydride is heterogeneous and slow, sodium enolates are formed with the loss of hydrogen, and no other organic compounds are produced.

The presence of these overlapping p orbitals gives α

hydrogens (Hydrogens on carbons adjacent to carbonyls) special properties. In particular, α hydrogens are weakly acidic because the conjugate base, called an enolate, is stabilized though conjugation with the π orbitals of the carbonyl. The effect of the carbonyl is seen when comparing the pKa for the α

hydrogens of aldehydes (~16-18), ketones (~19-21), and esters (~23-25) to the pKa of an alkane (~50).

2.jpg

Of the two resonance structures of the enolate ion the one which places the negative charge on the oxygen is the most stable. This is because the negative change will be better stabilized by the greater electronegativity of the oxygen.

Functional Group Structure pKa
carboxylic acid HO–(C=O)R 5
nitro RCH2–NO2 9
β-diketone * R(O=C)–CH2–(C=O)R 9
β-ketoester * R(O=C)–CH2–(C=O)OR 11
β-diester * RO(O=C)–CH2–(C=O)OR 13
amide RNH–(C=O)R 15
alcohol RCH2–OH 16
aldehyde RCH2–(C=O)H 17
ketone RCH2–(C=O)R 20
thioester RCH2–(C=O)SR 21
ester RCH2–(C=O)OR 25
nitrile RCH2–C≡N 25
sulfone RCH2–SO2R 25
amide RCH2–(C=O)N(CH3)2 30
alkane CH3–R 50

* Note methylene groups bridging between two electron withdrawing groups are more acidic than alpha protons next to only one carbonyl group.

Examples

If the formed enolate is stabilized by more than one carbonyl it is possible to use a weaker base such as sodium ethoxide.

NaOCH2CH3 = Na+ -OCH2CH3 = NaOEt


Because of the acidity of α hydrogens, carbonyls undergo keto-enol tautomerism. Tautomers are rapidly interconverted constitutional isomers, usually distinguished by a different bonding location for a labile hydrogen atom and a differently located double bond. The equilibrium between tautomers is not only rapid under normal conditions, but it often strongly favors one of the isomers (acetone, for example, is 99.999% keto tautomer). Even in such one-sided equilibria, evidence for the presence of the minor tautomer comes from the chemical behavior of the compound. Tautomeric equilibria are catalyzed by traces of acids or bases that are generally present in most chemical samples.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .