题目
下列化合物碱性强弱的顺序为① 4-甲基吡啶 ② 吡咯 ③ 吡啶 ④ 2-甲基吡咯A. ①>②>③>④B. ②>③>④>①C. ②>③>①>④D. ①>④>③>②E. ①>③>④>②
下列化合物碱性强弱的顺序为
① 4-甲基吡啶 ② 吡咯 ③ 吡啶 ④ 2-甲基吡咯
A. ①>②>③>④
B. ②>③>④>①
C. ②>③>①>④
D. ①>④>③>②
E. ①>③>④>②
题目解答
答案
分析各化合物的碱性:
1. 吡啶(③)的pKa = 5.23,碱性中等。
2. 4-甲基吡啶(①)因甲基诱导效应,pKa = 5.40,略强于吡啶。
3. 2-甲基吡咯(④)的pKa ≈ 0.4,碱性弱于吡啶但强于吡咯。
4. 吡咯(②)的pKa = -3.6,碱性最弱。
综上,碱性强弱顺序为:① > ③ > ④ > ②。
答案:E. ① > ③ > ④ > ②
解析
本题考查杂环化合物的碱性强弱比较,解题思路是根据各化合物的结构特点,分析其电子云密度对碱性的影响,同时结合给出的pKa值来判断碱性强弱顺序。
- 吡啶(③):吡啶是含有一个氮原子的六元杂环化合物,氮原子上的孤对电子参与形成了环的共轭体系,但由于六元环的结构相对稳定,氮原子上仍有一定的电子云密度可以接受质子,所以具有中等碱性,其pKa = 5.23。
- 4 - 甲基吡啶(①):在4 - 甲基吡啶中,甲基是供电子基,具有诱导效应,它会使氮原子上的电子云密度增加,从而增强了氮原子接受质子的能力,使得其碱性略强于吡啶,pKa = 5.40。
- 2 - 甲基吡咯(④):吡咯是五元杂环化合物,氮原子上的孤对电子参与了环的共轭体系,使得氮原子上的电子云密度降低,碱性较弱。而2 - 甲基吡咯中甲基的供电子诱导效应在一定程度上增加了氮原子的电子云密度,但由于吡咯环的共轭效应影响较大,所以其碱性弱于吡啶,但强于吡咯,pKa ≈ 0.4。
- 吡咯(②):吡咯分子中,氮原子的孤对电子完全参与了环的共轭体系,形成了一个稳定的芳香体系,这使得氮原子上的电子云密度显著降低,很难再接受质子,因此碱性最弱,pKa = -3.6。
综合以上分析,碱性强弱顺序为:① > ③ > ④ > ②。