Антиароматические аннулены и ионы

1. Примеры антиароматических аннуленов
2. Циклооктатетраен-8-аннулен
3. Антиароматические ионы

Не все аннулены, а также полиеновые ионы являются ароматичными.

Когда в циклической неразрывно связанной структуре число пи-электронов отвечает правилу Эриха Хюккеля (N = 4n + 2, n = 0, 1, 2, 3 ...), тогда данная структура будет беднее на энергетический потенциал, нежели соответственная структура с замкнутыми пи-связями, а непосредственно соединение является ароматическим.

Когда циклические структуры обладают взаимосвязью пи-электронов, но не отвечают правилу Эриха Хюккеля, тогда, вместе с тем, происходит возрастание энергетического потенциала делокализации пи-электронов, и данные структуры могут являться неароматическими либо антиаромaтичными.

Примеры антиароматических аннуленов

Самым простым примером антиароматических [4n]-аннуленов считается циклобутадиен (\(C_4H_4\)), с традиционным наименованием 1,3-циклобутен [4]аннулен. Молекула циклобутадиена представляет собой вытянутый прямоугольник:

Рисунок 1. Циклобутадиен.

В свободном состоянии циклобутадиен обладает сильной неустойчивостью, и даже при невысоких температурных показателях достаточно быстро подвержен димеризации.

В том числе, непредельный углеводород фульвен (\(C_6H_6\)), являющийся изомером бензола, обладает неароматичной структурой (N = 6е):

Рисунок 2. Фульвен.

У циклического непредельного углеводорода циклооктатетраена-1,3,5,7 (\(C_8H_8\)), а также у полициклического углеводорода пенталена (C8H6) можно увидеть подобную картину (N = 8е):

Рисунок 3. Циклооктатетраен-1,3,5,7 и пентален.

Структуры с изолированными цепочками взаимосвязей (циклобутадиен-1,3; циклооктатетраен-1,3,5,7; пентален), обладающие в сопряженных структурах 4n-электронами именуются антиароматичными структурами. Устойчивость данных структур намного меньше, нежели у соответственных систем с открытой цепочкой.

Циклооктатетраен-8-аннулен

Свойства антиароматических аннуленов обладают отличиями от ароматических аннуленов. Это возможно отметить на образе циклического непредельного углеводорода циклооктатетраена ([8]-аннулена) (\(C_8H_8\)). Он обладает изолированной системой сопряженных двойных связей:

Рисунок 4. Циклооктатетраен.

В противовес фениловому водороду циклооктатетраен не обладает ароматичностью, так как включает четное число двойных взаимосвязей (4n пи-электронов).

Получение циклооктатетраена возможно при помощи циклотетрамеризации ацетилена (\(C_2H_2\)) при наличии цианистого никеля, \(Ni(CN)_2\), и при высоком давлении:

Рисунок 5.

Получение в первый раз циклооктатетраена было осуществлено немецким химиком-органиком Рихардом Мартином Вильштеттером, в 1905 году многоступенчатым синтезированием псевдопельтьерина:

Рисунок 6.

Добавление двух электронов к циклооктатетраену ведет к формированию ароматического дианиона \(C_8H_{82}\)- с высокой устойчивостью. Щелочные металлы осуществляют реагирование с циклооктатетраеном, формируя соответственные соли. Данные соли возможно применить для синтезирования циклоотатраенидов меньше активных металлов:

\(2K + C_8H_8 → K_2C_8H_8\)

Ароматические свойства циклоотатетраен-дианиона удостоверяются сведениями кристаллической системы K2C8H8, представляющие плоскую структуру восьми членного кольца отрицательно заряженного иона с усредненным расстоянием (C – C) 1,40Е.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Антиароматические ионы

К категории антиароматических ионов возможно причислить циклопропенил отрицательно заряженные ионы (VI), циклопентадиенил положительно заряженные ионы (VII), циклогептатриенил отрицательно заряженные ионы (VIII), а также прочие определенные ионы:

Рисунок 7.

Циклопропенил отрицательно заряженные ионы обладают значительно меньшей стабильностью, нежели циклопропил положительно заряженные ионы. Но формально циклопропенил отрицательно заряженные ионы подобны аллильным отрицательно заряженным ионам. Циклопропенил отрицательно заряженные ионы нет возможности получения из циклопропена (\(C_3H_4\)), поскольку нет основ данной силы, чтобы осуществить отщепление протонов от данного органического соединения. Благодаря методике циклической вольтамперометрии, которая основывается методике анализа, основанной на исследовании зависимости тока поляризации от напряжения, получилось при невысоких температурных показателях произвести такой цикл преобразования:

Рисунок 8.

На основе этих сведений CH-кислотность циклопропена подлежит оценке значением pKa порядка 61-62, являющаяся гораздо больше, нежели для всех ациклических углеводородов линейной либо разветвленной структуры, и содержащие лишь простые (одинарные) взаимосвязи, а также формирующие гомологический ряд с химической всеобщей формулой CnH2n+2.

Дестабилизацию циклопропенил отрицательно заряженных ионов возможно просто продемонстрировать благодаря такому довольно наглядному примеру. Обрабатывая трифенилциклопропен амидом натрия (\(NaNH_2\)) в жидком нитриде водорода (\(NH_3\)), он осуществляет превращение в гексафенилбензол, в то же время, не получается осуществить фиксацию формирования трифенилциклопропенил отрицательно заряженных ионов:

Рисунок 9.

Трифенилциклопропен обладает pKa, примерно 50. Данное значение гораздо больше, нежели для трифенилметана pKa, примерно 31,5. Значение pKa для триалкилциклопропенов больше 60.

Циклопентадиенил положительно заряженные ионы, аналогично циклопропенил отрицательно заряженным ионам, включают 4пи-электрона.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

При взаимосвязи пентафенилциклопентадиенола либо гексахлорциклопентадиена с BF3 либо SbF5 формируются в полной мере замененные циклопентадиенил положительно заряженные ионы в триплетном виде:

Рисунок 10.

Получение циклогептатриенил отрицательно заряженных ионов, которые включают 8 пи-электронов, было осуществлено при взаимодействии сплава калия (K+) и натрия (Na) на 7-метокси-циклогептатриен либо 7-трифенилметилциклогептатриен в тетрагидрофуран при температурном показателе минус 20°C:

Рисунок 11.