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鄰羥基苯甲酸和對(duì)羥基苯甲酸的區(qū)別

發(fā)布時(shí)間:2025-06-06人氣:6

鄰羥基苯甲酸(水楊酸)和對(duì)羥基苯甲酸是羥基苯甲酸的兩種同分異構(gòu)體,因羥基(-OH)在苯環(huán)上的位置不同(鄰位 vs 對(duì)位),導(dǎo)致二者在物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和分子間作用力上存在顯著差異,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

一、 熔點(diǎn)與沸點(diǎn)

?鄰羥基苯甲酸熔點(diǎn)較低 (159°C)?:其羥基與羧基處于相鄰位置,容易?形成分子內(nèi)氫鍵?O-H?O=C),減少了分子間作用力,故熔點(diǎn)較低。

?對(duì)羥基苯甲酸熔點(diǎn)較高 (213°C)?:其羥基與羧基處于苯環(huán)對(duì)位,分子間?易形成氫鍵網(wǎng)絡(luò)?(分子間氫鍵),增強(qiáng)了分子間作用力,導(dǎo)致熔點(diǎn)顯著升高。

?對(duì)羥基苯甲酸沸點(diǎn)高于鄰位異構(gòu)體?:同樣是分子間氫鍵(對(duì)位)與分子內(nèi)氫鍵(鄰位)作用差異的結(jié)果。

二、 溶解度(在乙醇等溶劑中)

?鄰羥基苯甲酸溶解度較高?:在乙醇中的溶解度可達(dá)約 40g/100mL。分子內(nèi)氫鍵的形成降低了其分子間極性相互作用,使其更容易被極性溶劑分散溶解。

?對(duì)羥基苯甲酸溶解度較低?:在乙醇中的溶解度顯著低于鄰位異構(gòu)體。分子間氫鍵使其分子間作用力強(qiáng),需要更多能量破壞這些作用力才能溶解。

三、 酸性強(qiáng)度 (pKa?)

?鄰羥基苯甲酸酸性更強(qiáng) (pK? ≈ 2.98)?:其酸性顯著強(qiáng)于苯甲酸(pK? ≈ 4.20)和對(duì)羥基苯甲酸。這是因?yàn)殡婋x后形成的羧酸根負(fù)離子(-COO?)能夠與相鄰的羥基(-OH?形成穩(wěn)定的分子內(nèi)氫鍵?-O??H-O-)。該氫鍵有效分散并穩(wěn)定了羧酸根上的負(fù)電荷,使其更容易電離釋放質(zhì)子(H?)。

?對(duì)羥基苯甲酸酸性較弱 (pK? ≈ 4.58)?:其酸性弱于苯甲酸。對(duì)位的羥基主要表現(xiàn)為?供電子共軛效應(yīng)(+M效應(yīng))?,增加了苯環(huán)及羧基碳上的電子云密度,使得羧基氫較難電離(質(zhì)子H?不易離去)。電離后形成的羧酸根負(fù)離子,其負(fù)電荷也因羥基的供電子效應(yīng)不易分散,穩(wěn)定性較差。

四、 分子作用力類(lèi)型

?鄰羥基苯甲酸:主要形成分子內(nèi)氫鍵?。羥基與羧基在空間上接近,優(yōu)先在分子內(nèi)部形成六元環(huán)狀氫鍵結(jié)構(gòu)。

?對(duì)羥基苯甲酸:主要形成分子間氫鍵?。對(duì)位的空間排列有利于羥基與相鄰分子的羧基或羧基與相鄰分子的羥基之間形成分子間氫鍵網(wǎng)絡(luò)。

五、 結(jié)構(gòu)差異

?幾何構(gòu)型?:對(duì)羥基苯甲酸中羥基與羧基呈?直線型排列?;鄰羥基苯甲酸中兩者形成約 ?60度夾角?。

總結(jié)關(guān)鍵區(qū)別表

性質(zhì)

鄰羥基苯甲酸(水楊酸)

對(duì)羥基苯甲酸

主要原因

?熔點(diǎn)?

較低 (≈159°C)

較高 (≈213°C)

?氫鍵作用?:鄰位主要形成?分子內(nèi)氫鍵?
對(duì)位主要形成?分子間氫鍵?

?沸點(diǎn)?

較低

較高

同上

?乙醇溶解度?

較高 (≈40g/100mL)

較低

?氫鍵作用?:分子內(nèi)氫鍵削弱分子間作用力易溶
分子間氫鍵增強(qiáng)分子間作用力難溶

?酸性(pK??)?

較強(qiáng) (≈2.98) > 苯甲酸 > 對(duì)位異構(gòu)體

較弱 (≈4.58) < 苯甲酸

?電子效應(yīng)+氫鍵?:鄰位電離后形成分子內(nèi)氫鍵
穩(wěn)定羧酸根基團(tuán)
對(duì)位羥基供電子共軛效應(yīng)
減弱酸性

?主要?dú)滏I類(lèi)型?

?分子內(nèi)氫鍵? (六元環(huán))

?分子間氫鍵? (網(wǎng)絡(luò))

取代基位置決定的幾何構(gòu)型

?空間構(gòu)型?

羥基與羧基夾角約60°

羥基與羧基呈直線型排列

取代基相對(duì)位置

鑒別方法:基于熔點(diǎn)的顯著差異,可通過(guò)?測(cè)定熔點(diǎn)?進(jìn)行鑒別:熔點(diǎn)高的是對(duì)羥基苯甲酸,熔點(diǎn)低的是鄰羥基苯甲酸。

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