Ароматичность - студопедія
Електрофільне заміщення, безсумнівно, становить найважливішу групу реакцій ароматичних сполук. Навряд чи знайдеться який-небудь інший клас реакцій, який так детально, глибоко і всебічно досліджений як з точки зору механізму, так і з точки зору застосування в органічному синтезі. Саме в області електрофільного ароматичного заміщення вперше була поставлена проблема зв'язку між структурою і реакційною здатністю, яка є основним предметом вивчення в фізичної органічної хімії. У загальному вигляді цей тип реакцій ароматичних з'єднань може бути представлений таким чином:
Ароматичность - особливе властивість деяких хімічних сполук, завдяки якому поєднане кільце ненасичених зв'язків проявляє аномально високу стабільність; велику ніж та, яку можна було характеризує сукупність структурних і енергетичних властивостей деяких циклічних молекул, що містять систему сполучених подвійних зв'язків. Термін «ароматичность» був запропонований тому, що перші представники цього класу речовин володіли приємним запахом.
До ароматичним сполукам відносять велику групу молекул і іонів різноманітного будови, які відповідають критеріям ароматичности.
Єдиної характеристики, що дозволяє надійно класифікувати з'єднання як ароматичне або неароматичного не існує. Основними характеристиками ароматичних сполук є:
· Схильність до реакцій заміщення, а не приєднання (визначається найлегше, історично перша ознака, приклад - бензол, на відміну від етилену НЕ знебарвлює бромную воду)
· Виграш по енергії, в порівнянні з системою неспряжених подвійних зв'язків. Також називається Енергією Резонансу (вдосконалений метод - Енергією Резонансу Дьюара) (виграш настільки великий, що молекула зазнає значні перетворення для досягнення ароматичного стану, наприклад ціклогексадіен легко дегидрирующей до бензолу, двох і трьохатомні феноли існують переважно в формі фенолів (енолов), а не кетонів і т.д.).
· Наявність кільцевого магнітного струму (спостереження вимагає складної апаратури), цей струм забезпечує зміщення хім-зрушень протонів, пов'язаних з ароматичним кільцем в слабке поле (7-8 М.Д. для бензольного кільця), а протонів розташованих над / під площиною ароматичної системи - в сильне поле (спектр ЯМР).
· Наявність самої площині (мінімально спотвореної), в якій лежать всі (або не все - гомоароматічность) атоми утворюють ароматичну систему. При цьому кільця пі-електронів, що утворюються при сполученні подвійних зв'язків (або електронів входять в кільце гетероатомів) лежать над і під площиною ароматичної системи.
· Практично завжди дотримується Правило Хюккеля: ароматичної може бути лише система, яка містить (в кільці) 4n + 2 електронів (де n = 0, 1, 2, ...). Система, яка містить 4n електронів є антіароматічной (в спрощеному розумінні це означає надлишок енергії в молекулі, нерівність довжин зв'язків, низька стабільність - схильність до реакцій приєднання). У той же час, у разі пери-зчленування (є атом (и), що належить (е) одночасно 3 циклам, тобто біля нього немає атомів водню або заступників), загальне число пі-електронів не відповідає правилу Хюккеля (фенален, пірен, корона). Також передбачається, що якщо вдасться синтезувати молекули в формі стрічки Мебіуса (кільце досить великого розміру, щоб закручування в кожній парі атомних орбіталей було мало), то для таких молекул система з 4n електронів буде ароматичної, а з 4n + 2 електронів - антіароматічной.