Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số tham số lượng tử đến tính axit của dãy Benzoic thế - Chương 3-6

Bảng 8 : Giá trị pK
a
của một số axit benzoic có chứa nhóm thế ở vị trí octo
(X – C
6
H
4
– COOH )
STT NHÓM THẾ (X) pK
a
(TN) pK
a
(LT)(1)
1 - H 4.2 4.182
2 - CH
3
4.14 4.181
3 - C
2
H
5
4.42 4.335
4 - C
3
H
7
- 4.478
5 - CH(CH
3
)
2

- 4.317
6 - C
4
H
9
- 4.754
7 - C(CH
3
)
3
4.41 4.414
8 - C
6
H
5
4.15 4.191
9 - OH 3.98 3.991
10 - OCH
3
3.78 3.770
11 - OC
2
H
5
- 3.704
12 - OC
3
H
7
- 5.507

13 - OC
4
H
9
- 5.203
14 - OC
6
H
5
- 4.734
15 - COOH 3.38 3.395
16 - COOCH
3
- 3.641
17 - COOC
2
H
5
- 3.662
18 - NH
2
2.05 2.055
19 - NHCH
3
- 5.425
20 - N(CH
3
)
2
5.25 5.222

21 - F 3.26 3.251
22 - Cl 3.6 3.781
23 - Br 3.58 3.468
24 - CN 2.98 2.945
25 - NO
2
3.17 3.168
pK
a
(LT) là các giá trị pK
a
của các axit benzoic thế tính theo phương trình (1)
Sự tuyến tính của phương trình hồi quy (1) có thể được trình bày trên biểu đồ
(Hình 4)
41
Dãy octo
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5
pKa(TN)
pKa(LT)
Hình 4: Biểu đồ biểu diễn sự tuyến tính của phương trình (1)
Nhận xét:

- Tính axit càng lớn thì liên kết O – H càng phân cực tức được thể hiện qua chênh
lệch điện tích trên O(2) – H.
- Khi liên kết O – H càng dài thì H càng dễ phân li, nghĩa là tính axit càng mạnh.
- Ta chú ý đến điện tích trên nguyên tử cacbon số 6, vì cacbon này nó sẽ ảnh hưởng
trực tiếp đến sự phân cực của O – H. Điện tích trên C
6
càng kém âm hút càng mạnh
nên O – H càng phân cực.
- Trong hình 4, các điểm với các thành phần tọa độ (pK
a(TN)
, pK
a(LT)
) khá chụm vào
đường thẳng. Do vậy mô hình hồi quy này tương đối phù hợp cho quan hệ cấu trúc –
tính axit của dãy axit benzoic có nhóm thế ở vị trí octo.
- Theo bảng 8 ta thấy: không phải mọi nhóm thế ở vị trí octo đều làm giảm hay
tăng tính axit của axit benzoic. Khi nhóm thế cồng kềnh và có hiệu ứng +I lớn thì sẽ
làm giảm tính axit của axit benzoic. Do hiệu ứng không gian làm cản trở khả năng
nhường proton của axit như các nhóm thế có không gian tương đối lớn như nhóm
C
3
H
7
-, C
4
H
9
-, -OC
3
H

7
,-OC
4
H
9
,-OC
6
H
5
….. cũng có khi là do sự tạo thành liên kết
hidro nội phân tử mà làm cho tính axit của các hợp chất trong dãy axit benzoic có
nhóm ở vị trí octo biến đổi tương đối phức tạp. Cụ thể ở bảng 8 ta thấy các nhóm thế
có thể gây ảnh hưởng làm tăng hoặc giảm tính axit.
42
3.3. CÁC PHÂN TỬ BENZOIC CHỨA NHÓM THẾ Ở VỊ TRÍ meta VÀ para
Tiến hành hoàn toàn tương tự như dãy axit benzoic có nhóm thế ở vị trí octo,
với dãy axit benzoic có chứa nhóm thế ở các vị trí meta và para, chúng tôi thu được
các kết quả sau:
3.3.1. Các tham số lượng tử xác định bằng Gaussian: được trình bày trong các
bảng 9, 10, 11, 12.
43