Pytanie:
Dlaczego areny ze złączonymi pierścieniami benzenowymi są rysowane tak, jak są?
Rory
2012-04-27 14:46:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Chociaż uczymy się przedstawiać benzen jak poniżej (A) ze względu na jego zdelokalizowane elektrony, jednak gdy dwa pierścienie benzenowe mają wspólne atomy węgla (np. naftalen), wydaje się, że w podręcznikach jest on częściej przedstawiany jako dwa sprzężone pierścienie (B). Chociaż zdaję sobie sprawę, że wynik jest taki sam, jaką korzyść daje narysowanie ich w ten sposób, a nie (C)? Czy to po prostu kwestia przejrzystości?

A:

Benzene Ring

B:

Naphtalene Kekule's Form

Naphtalene

Podczas rysowania tych w Marvin zastanawiałem się gdyby tak było, ponieważ delokalizacja między wspólnymi atomami węgla nie jest pokazana? To znaczy. wygląda na to, że elektrony są zdelokalizowane w obu pierścieniach oddzielnie, a nie jako jeden duży pierścień?

Trzy odpowiedzi:
#1
+17
F'x
2012-04-27 19:37:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ogólnie trudno odpowiedzieć na pytania, dlaczego przedstawiamy rzeczy w taki czy inny sposób, ponieważ przemawiają one do czyjegoś poczucia smaku… de gustibus non est dispandum . W tym miejscu chcę przedstawić stanowisko i uzasadnienie IUPAC w tej sprawie. Odpowiednią publikacją na ten temat są zalecenia IUPAC 2008, zatytułowane Standardy graficznej reprezentacji diagramów struktury chemicznej (Zalecenia IUPAC 2008) [1].

Sekcja GR-6 raportu dotyczy z „pierścieniami aromatycznymi i innymi rodzajami delokalizacji elektronów”. Cytuję część (podkreślenie moje):

GR-6.5 Krzywe powinny być używane tylko wtedy, gdy reprezentowana jest delokalizacja

Krzywe reprezentują delokalizacja, ale wiele struktur ma pewne zdelokalizowane elementy. Chociaż wszystkie takie elementy można przedstawić za pomocą krzywych, niewiele można na tym zyskać. Wręcz przeciwnie, arbitralne użycie krzywych może zwrócić uwagę widza na nieznaczące fragmenty schematu strukturalnego i z dala od obszarów, które są ważniejsze chemicznie, takich jak miejsce aktywne lub grupę reaktywną. W związku z tym krzywe powinny być używane tylko wtedy, gdy delokalizacja jest szczególnie podkreślana jako ważna cecha konstrukcji .

Gdy krzywe nie są używane, wszelkie naprzemienna konfiguracja wiązań podwójnych jest dopuszczalna w ramach dalszych ograniczeń omówionych w GR-3.5.

enter image description here

Następnie tekst przechodzi dalej do uwagi:

Generalnie nie jest dopuszczalne stosowanie krzywych w dwóch sąsiednich połączonych pierścieni , ponieważ takie diagramy są co najwyżej niejednoznaczne pod względem charakteru wspólnego połączenia wiązanie między dwoma pierścieniami.


  1. Standardy graficznej reprezentacji diagramów struktury chemicznej (zalecenia IUPAC 2008) , Pure Appl. Chem., 2008 DOI: 10.1351 / pac200880020277

PS: hmm, lider raportu IUPAC pracuje w CambridgeSoft…

Dodałem do pytania _ dlaczego_ :) Okazuje się, że „generalnie jest nie do przyjęcia”, powinno być „to jest bezsensowne”.
#2
+16
CHM
2012-04-28 01:18:18 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Oba sposoby pobierania benzenu powinny oznaczać dla ciebie to samo. Użyj jednego lub drugiego, w zależności od tego, co chcesz wyrazić.

Struktura Kekulé, B , jest bardziej przydatna, gdy interesuje Cię mechanizm reakcji lub wizualizacja wiązania kiedy aromatyczność zostanie zniesiona. Oto pośredni sposób, aby to narysować, który jest bardziej miły estetycznie (dla mnie):

enter image description here

A i C Struktury nazywane są strukturami Clar, ale po raz pierwszy pojawiły się w odnośniku 1. W rzeczywistości C jest bezsensowne. Okrąg reprezentuje sekstet $ \ pi $ elektronów, takich jak benzen. Naftalen ma tylko 10 zdelokalizowanych elektronów. W końcu jest aromatyczny, a więc posiada 4n + 2 $ \ pi $ elektronów.

Oto zasady rysowania struktur Clara:

  1. Nigdy nie wpisuj okręgów w sąsiednie pierścienie benzenoidowe.

  2. Ignorując pierścienie z okręgami, wszystkie pozostałe pierścienie benzenoidowe muszą mieć strukturę Kekulé, to znaczy muszą mieć jedno lub dwa wiązania podwójne , jak w 1; pierścień może być „pusty” jak w 2, ale nie może być żadnych niesparowanych elektronów.

  3. Z zastrzeżeniem powyższych ograniczeń, struktura Clara musi mieć maksymalną liczbę pierścieni benzenoidowych z wpisane koła. Gdy wybór jest dostępny w liniowym ciągu pierścieni benzenoidowych, okrąg może zajmować dowolny z dostępnych pierścieni, co może być oznaczone strzałką.

Przeczytaj odnośnik 2, aby uzyskać więcej informacji na temat struktur Clar i ich zastosowania w teorii.


  1. JWArmit i R.Robinson, Wielordzeniowe heterocykliczne typy aromatyczne. II. J. Chem. Soc. (1925): 1604–1610.

  2. Alexandru T. Balaban (2004): Clar Formulas: How to Draw and How not to Drawas of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, policykliczne związki aromatyczne, 24: 2, 83-89

#3
+6
user95
2012-04-27 15:37:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

(Za długo na komentarz.)

Rysując to jak na diagramie B, chociaż tracimy informację, że elektrony są w rzeczywistości zdelokalizowane, ułatwia to rozliczanie elektronów, gdy zaczynamy „naciskać elektrony ”(to znaczy w zilustrowaniu mechanizmu reakcji).

Rzecz w tym, że reprezentacja delokalizacji elektronów w strukturach Lewisa wymaga kul, takich jak struktury rezonansowe lub ten biznes koło / łuk. Przynajmniej możesz powiedzieć, że w pojedynczym wiązaniu jest para elektronów. Ile elektronów znajduje się w okręgu?

Jeśli nie zajmujesz się zbytnio ilustrowaniem mechanizmów reakcji, przypuszczam, że pierwszy i trzeci rysunek są w porządku. Chodzi mi o to, że te kręgi nie grają dobrze ze strzałkami.

Historia technologii druku (cena za wydruk formuł w książkach) odgrywała w dawnych czasach dużą rolę. Warianty a i b to najnowsze pozostałości po tym. Nawiasem mówiąc, naftalen nie jest ani sprzężony, ani sprzężony, ale jest unieruchomiony.
Sam użyłbym terminu „skondensowane” zamiast „połączone”, ponieważ jest to standardowe określenie przy omawianiu wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych. @Georg:, dlaczego nie uważasz, że naftalen jest sprzężony? Jakiej definicji używasz?
@J.M. Chociaż naftalen jest _aromatyczny_, nie jest _skoniugowany_. Sprzęganie to delokalizacja ładunku w naprzemiennych podwójnych, pojedynczych, podwójnych wiązaniach, tak jak ma to miejsce w łańcuchach bocznych kwasów tłuszczowych. Stylben jest sprzężony, ale naftalen nie.
Należy narysować struktury rezonansowe benzenu i 1,3,5-heksatrienu i porównać je ze strukturami benzenu.
@CHM: Ah. Byłem przyzwyczajony do traktowania WWA jako sprzężonych, ale wydaje mi się, że używałem niewłaściwych definicji. Dzięki,


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...