Сопряжение и ароматичность взаимное влияние атомов

СОПРЯЖЕНИЕ И АРОМАТИЧНОСТЬ
ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ АТОМОВ В
МОЛЕКУЛАХ ОРГАНИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ
Сопряженные системы с открытой цепью
H2C CH CH CH2
H2C CH CH CH CH CH2
гексатриен-1,3,5
H2C CH C
акролеин
O
H
H2C CH C CH
винилацетилен
H3C
CH3
CH3
H3C
CH3
CH3
CH3
CH3
H3C
CH3
β-каротин
H3 C
CH 3
CH 3
CH 3
Ретинол
CH 3
H3 C
CH 3
CH 3
CH 3
O
C H
CH2OH
CH 3
Ретиналь
р,π-сопряжение
..
H2C CH O CH CH2
дивиниловый эфир
H 2C
CH3
CH N CH
3
Диметилвиниламин
Сопряженные системы с замкнутой
цепью.
Ароматичность
•Атомно-орбитальная модель бензола
Нафталин
10 π -электронов
Антрацен
14 π-электронов
Фенантрен
14 π-электронов
Критерии ароматичности:
1) Копланарность цикла
2) Замкнутая цепь сопряжения
3) Правило Хюккеля:
N = 4n + 2, где N – число π- и р-электронов в
сопряженной системе;
n = 0,1,2,3 …
Ароматическая система – это циклическая
сопряженная система, удовлетворяющая
правилу Хюккеля.
N
H
N
H
Пиррол
Пиррольный азот
N
N
Пиридин
Пиридиновый азот
N
N
N
N
N
N
N
N
H
H
Имидазол
Пиримидин
Пурин
Гетероатом пиридинового типа
N
N
N
N
O
N
S
N
H
Гетероатом пиррольного типа.
Электронные эффекты
• Электроотрицательность по шкале
Полинга:
• F > O
4.00
•
3.50
>
N, Cl > Br > Csp >
3.00
2.80 2.75
Csp2 > I > Csp3 > H
2.69 2.60 2.50
2.20
Индуктивный эффект (I - эффект)
δ+
CH3
δ+
CH2
δ–
Cl
-I эффект:
- OH , –NH2, SH, -OR , -NO2, NHR, C=O,
- COOH, SO3 H, H, Cl, Br, I, F
и др.
+I эффект:
СН3 < С2Н5 < С3Н7 < С4Н9 < С5Н11
и т.д
Мезомерный эффект (М-эффект)
+М эффект
– OH , – NH2 – OR. – SH,
атомы
Cl, Br, I
и др.
-М эффект
C=О, COOH, – SO3Н, – C=N, NO2 и др.
H 2C
CH3
CH N CH
3
Диметиламиногруппа (проявляет +М эффект)
H2C CH C
Альдегидная группа
проявляет – М-эффект
O
H
Электронодонорные (ЭД) заместители:
Заместители проявляющие:
+I а также -I и +М эффекты
Электроноакцепторные (ЭА) заместители:
Заместители проявляющие:
-I а также -I и -М эффекты
O
NH2
C
H
–I < +M
–I, –M