Избирательная токсичность. Физико-химические основы терапии Том 2 - Альберт А.
ISBN 412-26010-7
Скачать (прямая ссылка):
NO2 NO2-
6"6
I . Il
ОН +он
Прямое полярное сопряжение в молекуле пара-нитрофенола
(17.1)
В табл. 17.4 заместители, имеющие отрицательные значения о-констант, являются электроноакцепторными, а положительные— электронодонорными. Полный интервал изменений о-констант не превышает двух единиц, поэтому небольшое изменение о-константы соответствует весьма существенному изменению электронного эффекта. Не следует обращать особого внимания на различия в сотых долях этих констант, поскольку каждая из них представляет собой разницу между двумя значениями рКа, а погрешность определения последних обычно составляет 0,02—0,05 логарифмической единицы. Следует отметить, что если значения о-констант вычислены по данным других реакционных серий (по среднему значению р), а не из величин рКа бензойных кислот, значения их будут отличаться от приведенных в табл. 17.4, но порядок расположения заместителей в ряду останется неизменным. Используя цвиттер-ионные молекулы '(например, мета-аминобензойную кислоту, содержащую в от-
374" Таблица 17.4. ст-Константы заместителей [Perrin, Dempsey, Serjeant, 1981]
Заместитель
Для бензойных кислот
пара-ап
Для уксусных кислот
-NHMe
-CH2SiMe3
-NMe2
-t-Bu
-Me
-NH-OH -NH-CO-NH2 -NH-NH2 -H
—0,30 —0,84
—0,17 —0,27
—0,15 —0,83
—0,09 —0,15
—0,06 —0,14
—0,04 —0,34
—0,03 —0,24
—0,02 —0,55
0,00 0,00
—0,81 —0,31 0,32 —0,30 0,00 0,30 1,31 0,40
-NH2 -C6H5 -OMe
-NH-COMe
-ОН
-SMe
-SH
-Mj
-CO-NH2
-CO-OMe
-СО—ОН
-CHO
-COMe
-OCFj
-SCFj
0,00 —0,57 0,62
0,05 -0,01 0,75
0,11 —0,28 1,81
0,12 —0,09 1,40
0,13 —0,38 1,34
0,14 0,00 1,56
0,25 0,15 0,68
0,27 0,15 2,62
0,28 0,31 1,68
0,32 0,39 2,00
0,35 0,44 2,08
0,36 0,44 2,15
0,36 0,47 1,81
0,36 0,33
0,38 0,50 2,75
-F —Cl -Br —I
—О—COMe
-CCI3
-CN
-CFj
-SO2NH3
-CN
-SO2Me
-NO2
-SO2CF3
Ионы -S--CO2--MH,+
0,34 0,06 3,21
0,37 0,24 2,96
0,39 0,22 2,84
0,35 0,21 2,46
0,39 0,31 2,56
0,40 0,46 2,65
0,41 0,52 3,43
0,46 0,53 г 2,61
0,46 0,57 2,61
0,62 0,70 і 3,30
0,64 0,73 f 3,68
0,74 0,78 ! 4,25
0,76 0,95 4,50
—0,36
0,09 —0,05 —1,06
0,67 0,53 3,76
0,99 0,96 4,55
* См. ниже в тексте.
375" Личие от пара-аминобензойной кислоты большое количество цвиттер-ионной формы), можно определить о-константы ионных заместителей. Некоторые из них приведены в конце табл. 17.4. В этом случае в уравнение Гаммета следует включить дополнительный член, учитывающий электростатическое взаимодействие. Обычно его обозначают буквой г, поскольку он представ-"' Ляет собой расстояние между взаимодействующими зарядам»' (в нм) [Hoefnagel, Hoefnagel, Wepster, 1978]. Таким образом,'; уравнение примет следующий вид: 5
Эффект заместителя = ра-3,1/ч.
Этот эффект может быть особенно важен в случае алифатических соединений, так как в их молекулах расстояние между зарядами больше.
Влияние эффекта прямого полярного сопряжения на величину Op особенно заметно в соединениях, содержащих нитро-, циано-, формильную или ацильную группы в пара-положении-к гидроксильной или аминогруппам. Так, обычное значение" On = 0,78 для нитрогруппы под влиянием прямого полярного сопряжения увеличивается до 1,24, а в случае формильной группы изменяется от 0,44 до 1,03 [Perrin, Dempsey, Serjeant, 1981].
Выше уже говорилось O ТОМ, ЧТО Ом-КОНСТаНТЫ в небольшой мере отражают вклад эффекта сопряжения заместителя. Taft, Lewis (1959) первыми попыталить выделить два компонента Ом-константы, сравнив их со значениями о-констант, полученными Тафтом для алифатических карбоновых кислот (см. ниже) и, следовательно, свободными от вклада эффекта сопряжения. Позже Swain, Lupton (1968), впервые показавшие, что эффекты поля (т. е. почти те же, что и индукционные) одной и той же группы, находящейся в мета- и пара-положении, заметно отличаются, разделили о-константу на две составляющих: F-полевую и R-резонансную [см. также Reynolds, Topson, 1984]. Hansch и сотр. (1973), обнаружив в работе Swain, Lupton (1968) систематическую арифметическую ошибку, исправили ее и опубликовали сводку примерно 200 таких констант. Порядок расположения заместителей в соответствии с изменением эффекта сопряжения от отрицательного к положительному: -NH2, —OMe, F, —NHAc, Cl, Me, tBu, Ph, H (нулевой), —NMe+ (нулевой), —CO2-, —NO?. Swain, Lupton вывели также ряд заместителей для ароматических соединений в соответствии с увеличением полевого (индукционного) от отрицательного эффекта к положительному: —COO-, tBu, Me, H (нулевой), -NH2, Ph, —OMe, —NHAc, —СООН, Cl, F, -NO2, —NMe+з", естественно, этот же ряд сохраняется и для алифатических соединений. Подробнее о разделении вкладов эффектов поля и сопряжения см. Taft, Grob (1974).
о-Константы орто-заместителей представляют собой столь же сложный, составной параметр, как и оп-константы, но в них
376" добавляются еще два вклада: 1) взаимное пространственное влияние заместителей, находящихся в орто-положении и 2) возможность образования между ними водородных связей. Решение этой сложной проблемы предложили Fujita и Nishioka (1975), предположив, что а<> равна сумме 0п-константы, полевой константы Swain, Lupton (поскольку заместители максимально сближены друг с другом) и стерической Es-константы Тафта (разд. 16.0). Если между орто-заместителями образуется водородная связь, как, например, в орто-нитрофеноле, необходимо ввести дополнительные параметры. Таблицу оо-кодстант 35 заместителей, расположенных в орто-положении к амино-, гидро-кси- или пиридиногруппам, см. [Perrin, Dempsey, Serjeant (1981), приложение 5].
