Säuren und Basen

Fast jede organische Reaktion besteht darin, dass sich ein Elektronenpaar von einem elektronenreichen zu einem elektronenarmen Ort bewegt. Die Säure-Base-Chemie ist der einfachste Fall, und pKa ist das Maß dafür: Ein niedrigerer pKa-Wert bedeutet eine stärkere Säure, und jede Einheit entspricht einem Faktor zehn.

Die nützliche Frage lautet nie „Ist das sauer?“, sondern „Wie stabil ist das zurückbleibende Anion?“ Eine Säure ist genau dann stark, wenn ihre konjugierte Base stabil ist.

Vier Dinge stabilisieren dieses Anion, ungefähr in dieser Reihenfolge ihrer Bedeutung:

• Atom — eine negative Ladung ist auf einem elektronegativeren Atom günstiger und auf einem größeren noch günstiger. (pKa: CH₄ ~50, NH₃ 38, H₂O 15,7, HF 3.2.)
• Resonanz — die Ladung über zwei Sauerstoffatome zu verteilen, ist der Grund, warum Essigsäure (pKa 4,8) Ethanol (pKa 16) um elf Größenordnungen übertrifft.
• Induktion — nahe gelegene elektronegative Atome ziehen Ladung ab. Trichloressigsäure hat einen pKa-Wert von 0.7.
• Hybridisierung — ein sp-Kohlenstoff hält ein freies Elektronenpaar näher am Atomkern. Deshalb können terminale Alkine (pKa etwa25) durch Basen wie Amid deprotoniert werden, während gewöhnliche C–H-Bindungen in Alkanen viel stärkere Bedingungen erfordern.