Oturum Aç

Structure of Carboxylic Acid Derivatives

Carboxylic acid derivatives contain an acyl group attached to a heteroatom such as chlorine, oxygen, or nitrogen. The carbonyl carbon and oxygen are both sp2-hybridized with an unhybridized p orbital.

The three sp2 orbitals of the carbonyl carbon form three σ bonds, one each with the carbonyl oxygen, the α carbon, and the heteroatom, whereas the other two sp2 orbitals of the carbonyl oxygen are occupied by the lone pairs. Further, the unhybridized p orbital on the carbonyl oxygen and carbon overlap, forming a π bond.

The three atoms attached to the carbonyl carbon lie on the same plane, exhibiting a trigonal planar geometry. Their bond angles are approximately 120° with a carbon–oxygen bond length of 1.21 Å.

Figure1

Resonance Stabilization

In acid derivatives, the electrons are delocalized across the carbonyl carbon, oxygen, and the heteroatom. Thus, all acid derivatives are stabilized by resonance, where the extent of stabilization depends on the electronegativity of the heteroatom.

Figure2

Since nitrogen is less electronegative than oxygen, it readily shares its lone pair of electrons with the electron-withdrawing carbonyl group forming a π bond between the carbonyl carbon and nitrogen. Consequently, the positive charge is better accommodated on the nitrogen, stabilizing amides to a greater extent.

As a result, the carbon–nitrogen bond develops a partial double bond character, where the nitrogen atom is sp2-hybridized and planar.

Figure3

The planar geometry facilitates rotation about the carbon–nitrogen bond, allowing secondary and tertiary amides to adopt E and Z conformations. The Z conformation is favored, as the van der Waals repulsion between bulky groups is minimized.

Figure4

Figure5

The presence of a partial double bond restricts free rotation about the carbon–nitrogen bond by imposing a high rotational energy barrier of 71 kJ/mol. Thus, the interconversion between the E and Z conformers is slow around the partial carbon–nitrogen double bond compared to rotation about a carbon–carbon single bond.

Structure of Nitriles

All carboxylic acid derivatives contain a carbonyl group. However, nitriles have a cyano group where a carbon atom is triply bonded to a nitrogen atom, and both atoms are sp hybridized. They show a linear geometry with a bond angle of 180° and a carbon–nitrogen bond length of 1.16 Å.

Etiketler

Carboxylic Acid DerivativesAcyl GroupSp2 hybridizedTrigonal Planar GeometryResonance StabilizationNitrogenAmidesE Z ConformationsNitrilesCarbon nitrogen Triple Bond

Bölümden 14:

article

Now Playing

14.4 : Structures of Carboxylic Acid Derivatives

Karboksilit Asit Türevleri

2.3K Görüntüleme Sayısı

article

14.1 : Karboksilik Asit Türevleri: Genel Bakış

Karboksilit Asit Türevleri

3.1K Görüntüleme Sayısı

article

14.2 : Karboksilik Asit Türevlerinin İsimlendirilmesi: Asit Halojenürler, Esterler ve Asit Anhidritler

Karboksilit Asit Türevleri

3.9K Görüntüleme Sayısı

article

14.3 : Karboksilik Asit Türevlerinin İsimlendirilmesi: Amidler ve Nitriller

Karboksilit Asit Türevleri

3.6K Görüntüleme Sayısı

article

14.5 : Karboksilik Asit Türevlerinin Fiziksel Özellikleri

Karboksilit Asit Türevleri

2.4K Görüntüleme Sayısı

article

14.6 : Karboksilik Asit Türevlerinin Asitliği ve Bazlığı

Karboksilit Asit Türevleri

3.3K Görüntüleme Sayısı

article

14.7 : Karboksilik Asit Türevlerinin Spektroskopisi

Karboksilit Asit Türevleri

2.2K Görüntüleme Sayısı

article

14.8 : Karboksilik Asit Türevlerinin Bağıl Reaktivitesi

Karboksilit Asit Türevleri

2.4K Görüntüleme Sayısı

article

14.9 : Karboksilik Asit Türevlerinin Nükleofilik Asil İkamesi

Karboksilit Asit Türevleri

2.7K Görüntüleme Sayısı

article

14.10 : Asit Halojenürlerden Karboksilik Asitlere: Hidroliz

Karboksilit Asit Türevleri

2.4K Görüntüleme Sayısı

article

14.11 : Asit Halojenürlerden Esterlere: Alkoliz

Karboksilit Asit Türevleri

2.6K Görüntüleme Sayısı

article

14.12 : Asit Halojenürlerden Amidlere: Aminoliz

Karboksilit Asit Türevleri

2.5K Görüntüleme Sayısı

article

14.13 : Asit Halojenürlerden Alkollere: LiAlH4 Azaltma

Karboksilit Asit Türevleri

2.6K Görüntüleme Sayısı

article

14.14 : Asit Halojenürlerden Alkollere: Grignard Reaksiyonu

Karboksilit Asit Türevleri

2.0K Görüntüleme Sayısı

article

14.15 : Asit Halojenürlerden Ketonlara: Gilman Reaktifi

Karboksilit Asit Türevleri

2.6K Görüntüleme Sayısı

See More

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Araştırma

Eğitim

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır