
【化】 conjugate base mechanism
conjugate
【化】 conjugation
alkali; soda
【化】 alkali; base
mechanism
【化】 mechanism
【醫】 mechanism
共轭堿機理(Conjugate Base Mechanism)是酸堿反應理論中的核心概念,源于Brønsted-Lowry酸堿定義。其核心含義為:當一個酸(HA)失去質子(H⁺)時,生成的對應堿(A⁻)稱為其共轭堿,該過程形成的質子轉移路徑即為共轭堿機理。
從反應動力學角度,共轭堿機理常出現在兩步酸堿催化反應中。例如,在酯水解反應中,堿性催化劑(如OH⁻)首先接受質子生成共轭堿中間體,隨後該中間體進攻底物完成反應(圖1)。此機理可通過過渡态理論驗證,其活化能變化符合Hammett酸堿強度線性關系。
國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将共轭堿明确定義為:"通過質子供體失去質子而産生的化學物種",該定義收錄于《化學術語綱要》第CT07893條目。在生物化學領域,該機理廣泛存在于酶催化過程,如碳酸酐酶通過組氨酸殘基的共轭堿形式高效傳遞質子。
權威文獻推薦:
共轭堿機理(Conjugate Base Mechanism)是化學反應中涉及質子轉移和共轭酸堿對作用的一種反應機制,常見于有機化學的消除反應(如E1cB機理)或酸堿催化過程。以下是詳細解釋:
共轭酸堿對
根據酸堿質子理論(Brønsted-Lowry理論),酸(HA)失去質子(H⁺)後形成其共轭堿(A⁻),堿(A⁻)獲得質子後形成其共轭酸(HA)。例如:
共轭堿機理的核心
反應中,底物先失去質子生成共轭堿中間體,隨後該中間體參與後續反應(如消除、取代等)。
E1cB(共轭堿單分子消除)機理分為兩步:
去質子化生成共轭堿
強堿奪取底物β-氫(酸性較強的H),形成碳負離子中間體(共轭堿)。例如,鹵代烴在吸電子基團(如-CF₃)存在時,β-H酸性增強,易被堿拔除生成碳負離子。
$$ text{R-X} + text{Base}^- rightarrow text{R}^- + text{H-Base} $$
消除反應
碳負離子中間體發生單分子消除,離去基團(如X⁻)脫離,形成雙鍵:
$$ text{R}^- rightarrow text{烯烴} + text{X}^- $$
中間體穩定性
共轭堿的穩定性決定反應是否可行。吸電子基團(如-CN、-NO₂)通過共轭效應分散負電荷,穩定碳負離子。
空間位阻與軌道共轭
平面結構的中間體(如sp²雜化碳負離子)更易通過p軌道共轭穩定負電荷;而四面體結構(sp³雜化)可能因位阻破壞共轭。
羧酸衍生物的消除
羧酸去質子生成羧酸根(共轭堿),隨後發生脫羧反應。
酚的酸性增強
苯酚的共轭堿(苯氧負離子)因苯環共轭穩定,故酚的酸性強于醇。
共轭堿機理強調質子轉移與中間體穩定的協同作用,廣泛用于解釋有機反應中的酸性調控、消除反應路徑等。需結合具體反應條件(如堿強度、取代基效應)分析其適用性。
側柏子仁塵土串聯處理存貨電話系統分貝計封閉語義樹輔助導管感應儀器肱尺關節共轭堿公司名稱荒涼環硫雄醇精神錯亂的氯化亞免除罰金能代謝胚外體腔膜羟苄基青黴素鈉羟化四乙铵情感增盛的熱力學第零定律生物發生的輸入通貨膨脹訟事通商拓撲學位片式器件