Ароматические ионы

1. Катионы циклопропенилия
2. Циклобутадиенильные катионы
3. Циклопентадиенил-анионы
4. Катион тропилия

Правило ароматичности Эриха Хюккеля возможно использовать не лишь с циклическими, полностью взаимосвязанными полиенам, но и с плоскими циклическими ионами, включающими (4n + 2) пи–электроны.

С помощью правила Эриха Хюккеля точно прогнозируются свойства ароматичности положительно заряженных ионов циклопропенилия, двух зарядных положительно заряженных ионов циклобутадиенилия (n = 0), отрицательно заряженных ионов циклопентадиена (\(C_5H_6\)) и положительно заряженных ионов циклогептатриена (n = 1), дианионов циклооктатетраена (\(C_8H_8\)), отрицательно заряженных ионов циклононатетраена (n = 2) и так далее.

На рисунке 1 показаны графические изображения энергетического потенциала пи-орбиталей для определенных ионов, исходя из круга Фроста, который является наиболее простой и наглядной диаграммой энергии.

Поскольку все данные ионы устраивают правило Эриха Хюккеля, то им свойственна ароматичность. Все соединяющие пи-орбитали в данных ионах наполнены, в свою очередь, все разрыхляющие орбитали являются свободными. Наполнение соединяющих орбиталей вызывает снижение энергетического потенциала структур относительно первичных атомов. Фактически, всем трем заряженным частицам отвечает положительная величина энергетического потенциала делокализации. Это свидетельствует о стабилизации структур.

Рисунок 1. Графическое изображение энергетического потенциала молекулярной орбитали ароматических ионов.

Катионы циклопропенилия

Вещества, производные положительно заряженных ионов циклопропенилия возможно обрести с помощью эндотермического процесса галоген-, циан- и алкокси-замененных циклических углеводородов с молекулярной формулой \(C_3H_4\) воздействием кислоты Льюиса, являющееся акцептором электронной пары. Впервые данные производные – положительно заряженные ионы трифенилциклопропенилия и его аналогичные вещества – были получены американским химиком-органиком Рональдом Бреслоу в 1957 году. Это было осуществлено в реакциях присоединений фенилцианкарбена к дифенилацетилену (\(C_{14}H_{10}\)) с отделением цианид-ионов с помощью трифторида бора (\(BF_3\)):

Рисунок 2.

Получение незамещенных положительно заряженных ионов циклопропенилия было осуществлено в итоге указанной ниже методичности преобразований:

Рисунок 3.

Численная мера стабильности карбкатионов – значение pKR+ – указала, что не любые данные ионы являются предостаточно высокостабильными. Следовательно, положительно заряженные ионы трифенилциклопропенилия возможно охарактеризовать значением pKR+, которое равнозначно +3,1, а для незамещенных положительно заряженных ионов циклопропенилия pKR+ равнозначно -7,4, то есть данные ионы менее стабильны. Перхлорат соединение с 1,2,3-три-трет-бутилциклопропенилием pKR+ = 7,2 в такой мере обладают устойчивостью, что возможно произвести очистку методикой перекристаллизации из воды.

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

Циклобутадиенильные катионы

Двух зарядные циклобутадиенильные положительно заряженные ионы, которые имеют двух электронные структуры, неведомы. Однако определенные их производные получилось заметить в смесях с супер кислой средой благодаря методике спектроскопии ядерного магнитного резонанса:

Рисунок 4.

Рисунок 5.

Циклопентадиенил-анионы

Циклопентадиен относится к циклическим непредельным углеводородам и довольно сильной CH-кислотой с pKa = 15,50-16,00. Циклопентадиен под воздействием сильных основ, типа трет-бутилата калия (\(C_4H_9KO\)), амида натрия (\(NaNH_2\)) и гидрида натрия (\(NaH\)), может основывать циклопентадиенид-ионы, которые имеют 6 пи-электронов.

Данные отрицательно заряженные ионы являются изоэлектронными фениловому водороду и принадлежат к категории ароматических анионов. В отрицательно заряженных ионах \(C_5H_5\) – с симметрией D5h нет альтернирований длин C–C-связей в отличие от циклопентадиена (\(C_5H_6\)), в котором сменяются поочередно одинарные и двойные и углерод-углеродные взаимосвязи. В спектрах протонного магнитного резонанса циклопентадиенид-ионов можно рассмотреть сигналы, отвечающие диатропным диамагнитным структурам.

Циклопентадиенил-анионы могут создавать бетаины (триметильные производные глицина, с химической формулой \(С_5H_{11}NO_2\)), в которых отрицательно заряженные пятичленные циклы напрямую взаимосвязаны с положительно заряженными гетероатомами азота либо фосфора. Например, возможно показать на графическом изображении циклопентадиенилид пиридиния:

Рисунок 6.

Специфической чертой данного бетаина считается высокое значение несовпадения «центров тяжести» положительных и отрицательных зарядов в молекуле. Таким образом, для циклопентадиенилида пиридиния дипольный момент образует 13,5Д.

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

Катион тропилия

Правило Эриха Хюккеля прогнозирует ароматических характер катионов циклогептатриенилия (тропилия) C7H7+, формирующегося при отделении гидрид-ионов от 1,3,5-циклогептатриена (тропилидена). Получение положительно заряженных ионов было самостоятельно осуществлено несколькими учеными на протяжении 1954-1957 годов:

• Советским химиком-органиком, доктором химических наук Дмитрием Николаевичем Курсановым.
• Немецкий физиком-теоретиком Вернером Дерингом.
• Советским и российским химиком, доктором химических наук Марком Ефимовичем Вольпиным.

Рисунок 7.

Рисунок 8.

Рисунок 9.

Положительно заряженные ионы тропилия имеют симметрию D7h и содержат в спектре протонного магнитного резонанса лишь 1 сигнал, все углеродные атомы в них, в том числе, равнозначны, что точно говорит на симметричную структуру ионов. Их можно причислить к категории достаточно стабильных карбкатионов с pKR+ = +4,7.