We hebben het gehad over aromatische en antiaromatische verbindingen die worden herkend op basis van de regel van Hückel.
In het kort komt het erop neer dat aromatische en antiaromatische verbindingen alleen verschillen door het aantal elektronen dat ze in het geconjugeerde systeem hebben. Alle andere criteria – cyclisch, planair en volledig geconjugeerd – zijn een must voor beide categorieën:
Er is ook nog een derde klasse verbindingen die we moeten bespreken: Dit zijn de niet-aromatische of niet-aromatische verbindingen. Zoals de naam al doet vermoeden, hebben niet-aromatische verbindingen eigenlijk niets met de aromaticiteit te maken (nou ja, bijna).
Bijv. is deze verbinding aromatisch?
Je zou zoiets hebben van, hoe kan dat nou aromatisch zijn?
En dat is het idee, niet-aromatische verbindingen zijn de verbindingen die niet verwant zijn aan de aromatische en antiaromatische verbindingen:
In feite, als een van deze factoren; cyclisch, planair, volledig geconjugeerd niet overeenkomt – wordt gezegd dat de verbinding niet-aromatisch is.
Soms is het echter niet zo duidelijk, omdat sommige moleculen er op basis van de bovengenoemde factoren uitzien alsof ze aromatisch of antiaromatisch zijn.
Een goed voorbeeld is cyclooctatetraeen, waarover we het eerder hebben gehad:
Het lijkt een perfecte kandidaat om antiaromatisch te worden genoemd – cyclisch, planair, volledig geconjugeerd en 8 elektronen (4n-formule voor antiaromatische verbindingen).
Houd echter in gedachten wat we hebben gezegd over antiaromatische verbindingen – als het molecuul een manier heeft om te voorkomen dat het antiaromatisch is, dan zal het dat doen.
Dus, hoe kan cyclooctatetraeen voorkomen dat het antiaromatisch is?
Het antwoord is dat het een geometrie aanneemt die niet planair (plat) is:
De dubbele bindingen zijn niet in resonantie omdat de p-banen van aangrenzende dubbele bindingen elkaar niet kunnen overlappen. Ze zijn als afzonderlijke alkenen en daarom ondergaat cyclooctatetraeen de gewone elektrofiele additiereacties die alkenen bij nog lagere temperaturen ondergaan, omdat het wegvallen van een dubbele binding een deel van de spanning wegneemt die met deze geometrie gepaard gaat:
Een ander voorbeeld is -annuleen dat 10 π-elektronen heeft en dus voldoet aan de 4n+2-regel van Huckel.
Hij is echter niet-aromatisch omdat hij geen vlakke geometrie kan aannemen. Het probleem is het gebrek aan ruimte voor de binnenste hydrogenen:
Als de koolwaterstoffen aan elkaar zouden worden gekoppeld, waardoor deze hydrogenen zouden verdwijnen, zouden we naftaleen hebben, dat nu planair is, en het is aromatisch:
Merk op dat een heleboel verbindingen niet-aromatisch kunnen zijn omdat ze uit de aromatisch-antiaromatische zaak vallen zodra aan slechts één van de criteria – cyclisch, planair, volledig geconjugeerd – niet wordt voldaan.
Het antiaromaat daarentegen is zeer specifiek (en staat dicht bij het aromatische) – het moet aan al deze criteria voldoen, maar in plaats van 4n+2 elektronen te hebben, heeft het 4n. En dit maakt antiaromatische verbindingen zeer zeldzaam, omdat die specifieke combinatie energetisch ongunstig is.
Dus, laten we een klein samenvattend stroomdiagram maken voor het identificeren van aromatische, antiaromatische en niet-aromatische verbindingen:
En ten slotte, onthoud dat aromatisch zijn geen vereiste is voor stabiliteit. Dat een molecuul niet aromatisch is, betekent niet noodzakelijkerwijs dat het onstabiel is. En ook al kunnen er niet-aromatische verbindingen zijn die bijzonder stabiel zijn, als algemene uitspraak geldt dat alleen voor antiaromatische verbindingen.
Hieronder staan enkele voorbeelden waarmee je kunt oefenen om te bepalen of een verbinding aromatisch, niet-aromatisch of antiaromatisch is.
Kijk ook
- Naamgeving van aromatische verbindingen
- Inleiding tot aromatische verbindingen
- Benzeen – Aromatische structuur en stabiliteit
- Aromaticiteit en de regel van Huckel
- Identificeer aromatische, antiaromatische, of niet-aromatische verbindingen
- Elektrofiele aromatische substitutie – het mechanisme
- Friedel-Crafts Alkylering met praktische problemen
- Friedel-Crafts Acylering met praktische problemen
- De alkylering van benzeen door acylering-reductie
- Ortho Para Meta Directors in Electrophilic Aromatic Substitution met PraktijkProblemen
- Ortho Para en Meta in Disubstituted Benzenes
- Why Are Halogens Ortho-, Para- regisseurs en toch Deactivatoren ?
- 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