
【化】 protophobic solvent
疏质子溶剂(aprotic solvent)指分子结构中不含可解离的质子(H⁺)、且无法作为氢键供体的有机溶剂。这类溶剂具有高极性、高介电常数,但不具备提供质子的能力,因此在化学反应中常作为惰性介质或参与极性反应机制。其核心特性与典型应用如下:
分子中不存在与氧、氮等强电负性原子直接键连的氢原子(如 O-H、N-H 键),故无法通过电离或氢键向溶质提供质子。例如二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)均不含酸性氢。
虽不能提供质子,但分子含强极性基团(如 C=O、S=O),使其介电常数较高(ε > 15),可有效溶解离子化合物及极性分子。
溶剂名称 | 英文名 | 化学式 | 介电常数(25°C) |
---|---|---|---|
二甲基亚砜 | Dimethyl sulfoxide (DMSO) | (CH₃)₂SO | 46.7 |
N,N-二甲基甲酰胺 | N,N-Dimethylformamide (DMF) | HCON(CH₃)₂ | 36.7 |
丙酮 | Acetone | (CH₃)₂C=O | 20.7 |
六甲基磷酰三胺 | Hexamethylphosphoramide (HMPA) | [(CH₃)₂N]₃PO | 30.0 |
作为极性溶剂可稳定碳正离子中间体,加速 SN₁ 反应;其非质子性避免亲核试剂(如 CN⁻、F⁻)被质子化,维持强亲核性以促进 SN₂ 反应。
提供惰性环境稳定格氏试剂(Grignard reagents)、有机锂化合物等强碱性试剂,防止质子转移导致的分解。
高介电常数支持电解质解离,常用于电池电解液(如 DMSO 基锂离子电池)及电合成反应介质。
权威来源参考:
关于“疏质子溶剂”这一术语,目前化学领域更常用的规范表达是“非质子溶剂”(aprotic solvent)。可能存在术语混淆或翻译差异,以下是详细解释:
基本定义 非质子溶剂指分子中不含可解离质子的溶剂,即不具备O-H或N-H等氢键给体结构。这类溶剂既不能提供质子,也难以通过氢键与溶质发生强相互作用。
与质子溶剂的对比 质子溶剂(如水、乙醇)含有活泼氢原子,能通过氢键作用溶解离子型化合物。而非质子溶剂(如丙酮、DMSO)主要通过偶极-偶极作用溶解物质,对某些反应(如SN2反应)具有更好的溶剂化效果。
分类特征 •极性非质子溶剂:具有高介电常数(如DMSO介电常数46.7) •非极性非质子溶剂:介电常数较低(如四氢呋喃7.6) 这类溶剂常用于需要稳定负离子中间体的有机反应。
典型应用场景 • 格氏试剂制备(使用乙醚) • 亲核取代反应(使用DMF) • 锂离子电池电解液(碳酸酯类)
建议需要具体应用案例时,可查阅《有机化学溶剂手册》等专业文献获取更系统的溶剂分类数据。
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