共轭效应的四种类型怎么判断

2023-09-18 11:46:44

  共轭效应是有机化学中的一种特殊现象,指的是若一个π电子体系中有两个或多个相邻的π键,其中一个π键上有一个吸电子基团,而另一个π键上有一个供电子基团,那么这两个π键就会发生共轭作用,从而改变它们的属性。根据吸、供电子基团的位置和性质,共轭效应可以分为四种类型:

  1、通过共轭加强的吸电子基团(+M效应):当吸电子基团位于π电子体系的末端,并且两个π键之间没有其他π键时,这个吸电子基团可以通过共轭作用将其电子效应扩展到另一个π键上,从而加强了吸电子基团的电子效应。常见的+M吸电子基团有羟基(-OH)、醇基(-OR)、胺基(-NH2)、醚基(-OCH3)等。例如,对于苯酚(C6H5OH),羟基上的孤对电子可以通过共轭作用分布到苯环上的π电子体系上,使得苯酚的取代物具有较强的酸性。

  2、通过共轭减弱的吸电子基团(-M效应):当吸电子基团位于π电子体系的内部,并且与其他π键通过共轭作用连接时,这个吸电子基团可以通过共轭作用将一部分电子效应转移到其他π键上,从而减弱了吸电子基团的电子效应。常见的-M吸电子基团有卤素(-X)、硝基(-NO2)、氰基(-CN)、酮基(-C=O)等。例如,对于氯苯(C6H5Cl),卤素的电子云可以通过共轭作用分布到苯环上的π电子体系上,使得氯苯的取代物相对于苯来说具有较弱的亲电性。

  3、通过共轭加强的供电子基团(+M效应):当供电子基团位于π电子体系的末端,并且两个π键之间没有其他π键时,这个供电子基团可以通过共轭作用将其电子效应扩展到另一个π键上,从而加强了供电子基团的电子效应。常见的+M供电子基团有甲基(-CH3)、氨基(-NH2)、醇基(-OH)、醚基(-OCH3)等。例如,对于甲酸(HCOOH),甲基的电子云可以通过共轭作用分布到羧基上的π电子体系上,使得甲酸的取代物具有较强的酸性。

  4、通过共轭减弱的供电子基团(-M效应):当供电子基团位于π电子体系的内部,并且与其他π键通过共轭作用连接时,这个供电子基团可以通过共轭作用将一部分电子效应转移到其他π键上,从而减弱了供电子基团的电子效应。常见的-M供电子基团有卤素(-X)、亚硝基(-NO)、硝基(-NO2)、羧基(-COOH)等。例如,对于对甲基苯胺(C6H4NHCH3),甲基的电子云可以通过共轭作用分布到苯环上的π电子体系上,使得对甲基苯胺相对于苯胺来说具有较弱的碱性。

  所以根据共轭效应的类型和基团的位置、性质等可以判断一个基团对π电子体系的影响。