共轭效应是有机化学中一个重要的概念,指的是共轭系统中电子的传递和分布。共轭系统是指在分子中存在连续的单键、双键和/或芳香环等结构,使得共轭系统中的π电子能够通过分子中的单键互相传递,从而影响分子的性质。根据π电子的传递方向和数目不同,共轭效应可分为4种不同类型,分别为正共轭效应、负共轭效应、横向共轭效应和不共轭效应。
正共轭效应是指分子中π电子从高电负性基团传递至低电负性基团,此时π电子能量降低,分子稳定性增加,使得反应活化能降低。常见的正共轭基团有碳基、酮基、醛基和酯基等。在正共轭体系中,π电子数目会增加,分子吸收光谱向长波方向移动。
负共轭效应是指π电子从低电负性基团传递至高电负性基团,此时π电子能量升高,分子稳定性降低。常见的负共轭基团有芳香族羰基、羟基、乙烯基等,它们会吸引周围电子,形成电负性较强的区域。在负共轭体系中,π电子数目会减少,分子吸收光谱向短波方向移动。
横向共轭效应是指π电子在共轭系统中沿着侧链传递,此时共轭系统的长度变长,分子稳定性增加。常见的横向共轭基团有芳香族氨基、硝基等。
不共轭效应是指分子中不存在共轭结构,π电子不能在分子中传递,因此其共轭效应微弱或不存在。例如烷烃、卤代烷等化合物。