Mluvili jsme o aromatických a antiaromatických sloučeninách, které se rozeznávají na základě Hückelova pravidla.
Aromatické a antiaromatické sloučeniny se zkrátka liší pouze počtem elektronů v konjugovaném systému. Všechna ostatní kritéria – být cyklický, planární a plně konjugovaný – jsou pro obě kategorie nutností:
Existuje také třetí třída sloučenin, kterou musíme probrat: Jedná se o nearomatické nebo nearomatické sloučeniny. Jak už název napovídá, nearomatické sloučeniny nemají s aromaticitou opravdu nic společného (no, téměř nic).
Je například tato sloučenina aromatická?
Řekli byste si, jak to má být aromatické?
A právě o to jde, nearomatické sloučeniny jsou ty, které nejsou příbuzné aromatickým a antiaromatickým sloučeninám:
V podstatě, pokud se některý z těchto faktorů; cyklický, planární, plně konjugovaný neshoduje – říká se, že sloučenina je nearomatická.
Někdy to však nemusí být tak zřejmé, protože některé molekuly na základě výše uvedených faktorů vypadají jako aromatické nebo antiaromatické.
Dobrým příkladem je cyklooktatetraen, o kterém jsme hovořili dříve:
Vypadá jako ideální kandidát na označení antiaromatický – cyklický, planární, plně konjugovaný a 8 elektronů (vzorec 4n pro antiaromatické sloučeniny).
Pamatujte si však, co jsme si řekli o antiaromatických sloučeninách – pokud má molekula možnost vyhnout se tomu, aby byla antiaromatická, udělá to.
Jak se tedy cyklooktatetraen vyhne tomu, aby byl antiaromatický?
Odpovědí je, že přijme geometrii, která není planární (plochá):
Dvojné vazby nejsou v rezonanci, protože p orbitaly sousedních dvojných vazeb se nemohou překrývat. Jsou jako samostatné alkeny, a proto cyklooktatetraen podléhá pravidelným elektrofilním adičním reakcím, které alkeny podstupují i při nižších teplotách, protože zbavením se dvojné vazby se uvolní část napětí spojeného s touto geometrií:
Dalším příkladem je -annulen, který má 10 π elektronů, čímž splňuje Huckelovo pravidlo 4n+2 .
Je však nearomatický, protože nemůže přijmout planární geometrii. Problémem je nedostatek místa pro vnitřní vodíky:
Pokud by se uhlíky spojily, čímž by se tyto vodíky odstranily, měli bychom naftalen, který je nyní planární a je aromatický:
Všimněte si, že mnoho sloučenin může být nearomatických, protože vypadnou z oboru aromatické-antiaromatické, jakmile není splněno pouze jedno z kritérií -cyklické, planární, plně konjugované.
Antaromatická sloučenina je naopak velmi specifická (a blízká aromatické) – musí splňovat všechna tato kritéria, ale místo 4n+2 elektronů má 4n. A díky tomu jsou antiaromatické sloučeniny velmi vzácné, protože tato specifická kombinace je energeticky nevýhodná.
Uveďme si tedy malé shrnující schéma pro identifikaci aromatických, antiaromatických a nearomatických sloučenin:
A na závěr mějte na paměti, že být aromatický není podmínkou stability. To, že není aromatická, nutně neznamená, že je molekula nestabilní. A i když mohou existovat nearomatické sloučeniny, které jsou obzvláště stabilní, jako obecné tvrzení by se to týkalo pouze antiaromatických sloučenin.
Níže je uvedeno několik příkladů k procvičení určování sloučenin jako aromatických, nearomatických nebo antiaromatických.
Podívejte se také
- Pojmenování aromatických sloučenin
- Úvod do aromatických sloučenin
- Benzen – aromatická struktura a stabilita
- Aromatičnost a Huckelovo pravidlo
- Určení aromatických, antiaromatických, nebo nearomatické sloučeniny
- Elektrofilní aromatická substituce – mechanismus
- Friedelova-Craftsova alkylace s praktickými úlohami
- Friedelova-Craftsova acylace s praktickými úlohami
- Alkylace benzenu acylací-Redukce
- Ortho Para Meta Directors in Electrophilic Aromatic Substitution with Practice Problems
- Ortho Para and Meta in Disubstituted Benzenes
- Why Are Halogens Ortho-, Para- ředitelé ještě deaktivátory ?
- Limitations on Electrophilic Aromatic Substitution Reactions
- Orientation in Benzene Rings With More Than One Substituent
- Synthesis of Aromatic Compounds From Benzene
- Electrophilic Aromatic Substitution with Arenediazonium Salts
- Reactions at the Benzylic Position