吡咯N上的那一对孤对电子,参与双键的共轭,形成了一个5原子6电子的芳香体系。吡咯中N的给电子共轭效应大于吸电子诱导效应,导致N的碱性较弱而环上C的电子云密度升高。下图中那个5原子6电子结构相当稳定,也就是这个结构让吡咯的酸性大于吡啶。
吡啶环中氮原子上的一对孤对电子是与C=N双键的π轨道垂直的,所以与苯环共平面(填入sp2轨道中),不参与环状共轭体系,所以这一对孤对电子很容易给出去从而表现出碱性因此,显示出碱性。
吡咯的氮原子上的孤对电子参与共轭了,对氢原子的吸引力减小了,吡啶的氮原子上的孤对电子没有参与共轭,碱性较强,再说了pka越小酸性越强
pKa越大,酸性越弱,pKa是电离常数负对数,pKa=-㏒10(Ka)所以pKa越大酸性越弱,就像pH越大酸性越弱一样的道理
Ka1顺式﹥反式。
一方面是因为顺丁烯二酸的一个羧基对两一个羧基有吸电子的场效应,使得后者羧基中的O—H键极性增大,电荷更偏向氧原子,使氢更易以质子的形式游离出来。
另一方面,顺丁烯二酸电离出一个H+后,分子内会形成氢键,使得羧酸根离子上的负电荷得到更好的分散,从而更稳定,该因素也是顺式更易电离出一个质子的重要原因。
而反式结构,既没有吸电子的场效应,又不会形成分子内氢键,所以,电离出第一个H+的能力不如顺式,因此,Ka1顺式﹥反式。
Ka2反式﹥顺式。
由于顺丁烯二酸电离出一个H+后,分子内会形成氢键,使得羧酸根离子上的负电荷得到更好的分散的同时,也使得另一个羧基上的氢结合的更牢固,不易电离出来,因此,反式更易电离出第二个H+。