摘要:
α-甲基苯乙烯和九个邻位取代物已经合成,并研究了它们在25°C硫酸水溶液中酸催化水合的动力学。动力学酸度函数HS已经根据观察到的速率常数kobs对硫酸浓度的依赖关系构建。酸催化水合的催化速率常数kortho也已计算。邻位取代物和对位取代物的动力学酸度函数的相同形状证实了酸催化水合的一致机制A-SE2已经为相应的对位取代物证明。A-SE2机制涉及水合质子向底物的速率决定性质子转移。从邻位取代物的催化速率常数依赖于对位取代物的催化速率常数的关系中可以看出,氢作为取代基的催化速率常数的对数明显超出了其他取代基的范围,并且同时,邻位取代物的反应速度明显比相应的对位取代物慢。与取代基常数σp+的相关性,发现了一个反应常数ρ+ = -1.45。该常数的绝对值比对位取代物的常数(ρ+ = -3.07)要小得多。与取代基常数的斜率3.92相比,对于包含更多原子的取代基(Charton常数的斜率为2.09),单原子取代基的立体效应更为显著。由于反应中心与苯环之间的共轭减弱,导致反应中心扭曲出主要芳香平面并伴随着与连接到苯环的取代基之间的消退的共轭作用,解释了反应常数ρ+的小值。对于单原子取代基,卡宾离子中的异丙基团扭曲得较少,因此,取代基的体积差异对卡宾离子与携带取代基的苯环之间的共轭影响很大。相反,对于具有多原子取代基的卡宾离子中的异丙基团扭曲程度较大,因此,取代基体积的变化对共振稳定化的影响微乎其微。类似的结论也可以从取代常数σI和σR+的相关性推导出。