CHEMIA ORGANICZNA WYKŁAD 8

Związki aromatyczne BENZEN C6H6 wzór Kekulégo

Związki aromatyczne Długość wiązań w cząsteczce benzenu 0,139 nm

= Związki aromatyczne Rezonans w cząsteczce benzenu Struktury graniczne Hybryda rezonansowa

Związki aromatyczne Teoria rezonansu w cząsteczkach 1. Ze zjawiskiem rezonansu mamy do czynienia, gdy cząsteczkę można przedstawić za pomocą dwóch (lub większej ilości) struktur granicznych różniących się od siebie jedynie rozmieszczeniem elektronów (muszą to być struktury Lewisa) 2. Cząsteczka jest hybrydą wszystkich możliwych struktur granicznych 3. Wszystkie atomy otoczone przez elektrony zdelokalizowane muszą leżeć w jednej płaszczyźnie 4. Jeżeli poszczególne struktury graniczne mają w przybliżeniu podobną trwałość (energię) ich udział w hybrydzie jest podobny

Związki aromatyczne Teoria rezonansu w cząsteczkach 5. Wszystkie struktury graniczne muszą mieć jednakową liczbę niesparowanych elektronów 6. Im bardziej trwała jest struktura tym większy jest jej udział w hybrydzie rezonansowej

Związki aromatyczne 7. Hybryda rezonansowa jest trwalsza od każdej z poszczególnych struktur granicznych

Związki aromatyczne Nakładanie orbitali w cząsteczce benzenu

Związki aromatyczne Charakter aromatyczny związku Do związków aromatycznych zaliczamy związki, których właściwości są podobne do właściwości benzenu Są związkami pierścieniowymi (najpowszechniejsze są pierścienie pięcio-, sześcio- i siedmioczłonowe) Cząsteczki mają budowę płaską (lub prawie płaską) Cząsteczki zawierają chmurę zdelokalizowanych elektronów  poniżej i powyżej płaszczyzny pierścienia Zdelokalizowane elektrony tworzą układ wiązań sprzężonych

Związki aromatyczne Charakter aromatyczny związku Aby związek można było uznać za aromatyczny liczba zdelokalizowanych elektronów musi spełniać regułę Hückla Związki są zdolne do indukowania, w zewnętrznym polu magnetycznycznym, diamagnetycznego prądu w pierścieniu (przesunięcia chemiczne protonów ok. 7 ppm) Związki aromatyczne ulegają reakcji elektrofilowej substytucji aromatycznej

Le = 4n+2 Le = 4  1 + 2 = 6 Związki aromatyczne reguła Hückla

Związki aromatyczne naftalen Le = 10 antracen Le = 14 fenantren

Brak sprzężenia pomiędzy wszystkimi wiązaniami podwójnymi Związki aromatyczne cykloheptatrien kation cykloheptatrienylowy* * jon tropyliowy Le = 6 Le = 6 Brak sprzężenia pomiędzy wszystkimi wiązaniami podwójnymi niearomatyczny aromatyczny

ZADANIE DOMOWE KTÓRY Z PONIŻSZYCH ZWIĄZKÓW JEST ZWIĄZKIEM AROMATYCZNYM?

Związki aromatyczne 1,3-cyklopentadien anion cyklopentadienylowy Le = 4 Le = 6 niearomatyczny aromatyczny

Związki aromatyczne - heterocykle pirol Animek z parą elektronową Le = 4 6

Związki aromatyczne - heterocykle

ZADANIE DOMOWE Jak będą wyglądać struktury graniczne imidazolu?

SEAr Związki aromatyczne Aromatyczne podstawienie elektrofilowe 1. Nitrowanie 7. Sprzęganie z solami diazoniowymi 2. Sulfonowanie 8. Reakcja Kolbego 3. Alkilowanie Friedla - Craftsa 9. Reakcja Reimera - Tiemanna 4. Acylowanie Friedla - Craftsa SEAr 5. Talowanie 6. Nitrozowanie

Aromatyczne podstawienie elektrofilowe - mechanizm Kompleks p powoli Kompleks s

Aromatyczne podstawienie elektrofilowe - mechanizm szybko

Związki aromatyczne Aromatyczne podstawienie elektrofilowe - mechanizm

Aromatyczne podstawienie elektrofilowe – wpływ podstawników 20 – 30 min. 1 - 2 min.

Aromatyczne podstawienie elektrofilowe – wpływ podstawników szybciej wolniej

Aromatyczne podstawienie elektrofilowe – wpływ podstawników 62% p- 32% o- 6% m-

Aromatyczne podstawienie elektrofilowe – wpływ podstawników 1% p- 93% m- 6% o-

Podstawniki aktywujące Podstawniki dezaktywujące KLASYFIKACJA PODSTAWNIKÓW Podstawniki aktywujące Podstawniki dezaktywujące Kierują w pozycję o- i p- Kierują w pozycję o- i p- Kierują w pozycję m-

Aromatyczne podstawienie elektrofilowe – wpływ podstawników Efekt Bakera-Nathana Atak orto- Zrobić animki

Aromatyczne podstawienie elektrofilowe – wpływ podstawników Atak meta-

Aromatyczne podstawienie elektrofilowe – wpływ podstawników Atak para-

Aromatyczne podstawienie elektrofilowe – wpływ podstawników Atak orto-

Aromatyczne podstawienie elektrofilowe – wpływ podstawników Atak meta-

Aromatyczne podstawienie elektrofilowe – wpływ podstawników Atak para-

Aromatyczne podstawienie elektrofilowe – wpływ podstawników Atak orto-

Aromatyczne podstawienie elektrofilowe – wpływ podstawników Atak meta-

Aromatyczne podstawienie elektrofilowe – wpływ podstawników Atak para-

Aromatyczne podstawienie elektrofilowe – wpływ podstawników Atak orto-

Atak meta-

Atak para-

THE END