中國醫藥大學(後中醫)
105年
化學
第 11 題
下述化合物中,(A) ~ (E) 代表不同位置的碳所鍵結的氫,何者具有最強的酸性?
- A 箭頭 (A):$CH_3$ 上的氫
- B 箭頭 (B):第一個 $CH_2$ 上的氫
- C 箭頭 (C):第二個 $CH_2$(酮羰基旁)上的氫
- D 箭頭 (D):兩個羰基之間 $CH_2$ 上的氫
- E 箭頭 (E):醛基 $CH$ 上的氫
思路引導 VIP
要判斷分子中哪個氫最容易解離(酸性最強),我們可以先想像『拔掉氫離子後,留下的負電荷在哪裡最穩定』。請你觀察一下這五個位置,拔掉哪一個位置的氫之後,旁邊剛好有最多的『拉電子結構』可以幫忙透過共振來分散這個負電荷呢?
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AI 詳解
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太棒了,你精準抓到了這個化學結構的核心特徵!判斷有機分子中氫原子的酸性強弱,關鍵在於評估失去質子($H^+$)後,所形成的**共軛鹼(conjugate base)**是否穩定。
活性亞甲基與共振效應
觀察圖中結構,箭頭 (D) 所在的碳原子剛好夾在兩個羰基(carbonyl group)之間,這在化學上稱為活性亞甲基(active methylene group)。當這個位置失去一個氫離子時,產生的碳陰離子可以透過共振效應(resonance effect),將負電荷有效離域(delocalize)並分散到左右兩邊電負度較高的氧原子上。因為能同時得到「兩個」羰基的共振穩定,其共軛鹼的穩定度遠大於只靠單一羰基穩定的 (C) 位置。至於 (A)、(B) 皆為缺乏拉電子基團的烷基碳;而 (E) 醛基上的氫解離後,負電荷集中在碳上無法共振到氧,因此酸性極微弱。
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