1.2. Ароматтылық
Бензол ароматты қосылыстардың ең қарапайым өкілі, оның қасиеттерін типтік қасиеттер деп қарастыруға болады.
Соңғы кезде ароматты қасиеттерді тек қана бензол сақинасы бар қосылыстар ғана емес, карбоциклді, гетероциклді қосылыстар да көрсетуі мүмкін екендігі дәлелденді.
Сонымен ароматты қасиет, сипат қандай қосылыстарға тән, оны қалай анықтауға болады?
Ароматты қосылыстарға барлық қанықпаған тұйықталған системаларды (молекула, ион) жатқызуға болады, егер келесі берілген шарттар сақталса, орындалса.
Химиялық шарт:
а) қос байланыстар бойынша қосып алу реакцияларының қиын жүруі.
б) ароматтық сақинаның тотықтырғыштардың әсеріне тұрақтылығы
в) электрофильдік орын басу реакцияларының оңай (жеңіл) жүруі.
Құрылыс шарты: ароматты қосылыстарда барлық атомдар арасында біркелкі таралған тұйықталған π – электрон бұлты болуы қажет. Сақинаның ішкі бұрыштары 1200 – қа тең болуы үшін, SP2 – гибридтелген күй сақталуы тиіс.
Квантомеханикалық шарт – Хюккель ережесі:
1931 жылдың өзінде–ақ Хюккель квантмеханикалық есептеулердің негізінде: ұштасқан қос байланыстары бар жазықтық циклдерде ρ – электрондар 6 – ғана болғанда емес, олардың саны 2, 10, 14 – ке тең болғанда да тұйық π –электрондық қабаттың түзілуі мүмкін екендігін көрсетті.
Хюккель тұжырымдаған ереже бойынша π – электрондар саны 4n+2 тең болғанда, n-ноль немесе кез келген бүтін сан болуы керек, тек сонда ғана циклдерге ароматты тұрақтылық тән.
М ысалдар:
1 – мысал.
тұйықталған π – электрондар
бұлтының түзілуі
пиридин
Пиридин - бір гетероатомды алты мүшелі гетероциклді қосылыс. Пиридиннің бес көміртегі және бір азот атомдары SP2 – гибридтену күйінде, барлық σ – байланыстары бір жазықтықта орналасқан. Гибридтелмеген ρ – орбиталға орналасқан электронының арқасында азоттың атомы да тұйықталған, σ,ρ – электрондар бұлтының (электрон секстеті) түзілуіне қатысады. Хюккель ережесі де пиридин үшін орындалады:
4n + 2 =6; n = 1 (бүтін сан).
Сонымен пиридин молекуласы үшін ароматтық сипаттың құрылыс шарты және Хюккель ережесі орындалып тұр, сондықтан пиридин ароматтық қасиеттер көрсете алады.
2 – мысал.
пиррол
Пиррол – бір гетероатомды бес мүшелі гетероциклді қосылыс – ароматтық қасиет көрсетеді.
Көміртегі атомдары мен азот атомы пиридиндегі тәрізді SP2 – гибридизация күйінде. Пирролдың пиридинге қарағандағы ерекшелігі азоттың гибридтелмеген ρ – орбиталында қос электрон орналасқан. Осы қос электрон тұйықталған 6 - ρ электрон бұлтын түзуге қатысады.
Хюккель ережесі де осы қос электронның қатысуымен орындалады.
4n + 2 = 6; n = 1
3 – мысал.
1. Ароматты қатарға жатады
|
2. Ароматты емес
|
3. Ароматты емес
|
Себебі:
а) құрылыс шарты сақталған
|
Себебі:
а) құрылыс шарты сақталмаған:
|
Себебі:
а) құрылыс шарты сақталған
|
6 ρ – электрондар (төрт көміртегі атомдарының бір – бірден, бесінші көміртегінің ρ – орбитасындағы қос электрон орналасқан), сақинаның барлық бес атомының арқасында біркелкі бөлінген, тұйықталған.
|
Тұйықталған электрон бұлты сақина ішіндегі бес атомның арасында түзілуі мүмкін емес. Өйткені бесінші көміртегі SP3 – гибридтелген күйінде
|
4ρ – электрондар сақинаның бес көміртегі атомдарының арасында біркелкі бөлінген, тұйықталған
|
б) Хюккель ережесі орындалған
|
б) Хюккель ережесі орындалмайды:
|
б) Хюккель ережесі орындалмайды:
|
4n + 2 = 6; n = 1
|
4n + 2 = 4; n = 0,5
(бүтін сан емес)
|
4n + 2 = 4; n = 0,5
(бүтін сан емес)
|
Достарыңызбен бөлісу: |