Question:
Comparaison de la force de base des hétérocycles azotés
keenlearner
2018-05-18 09:37:53 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Comparez la force de base des composés suivants:

four nitrogen heterocycles

  1. d> b> c> a
  2. c> b> a> d
  3. c> a> b> d
  4. a> d> c> b

Je sais que dans le composé (c), la liaison π entre l'azote et le cyclopropényle se polarisera (en raison de la stabilité aromatique) de telle sorte qu'elle augmente la densité électronique du cycle azoté. Alors que, dans le composé (d), la liaison π se polarisera en réduisant la densité électronique du cycle azoté. Par conséquent, en comparant des composés avec des cycles azotés similaires, j'obtiens que la force de base de (c)> (b) et celle de (d) < (a). Mais je pensais que l'anneau contenant plus d'atomes d'azote serait plus basique car il y aurait plus de donneurs de paires solitaires, donc j'ai pensé que la réponse était l'option (4), mais la bonne réponse se trouve être l'option (2). J'aimerais savoir comment comparer la résistance de base des anneaux azotés?

Deux réponses:
Tan Yong Boon
2018-07-18 06:19:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Il est probable que la paire d'électrons (du HOMO) donnée à l'acide provienne d'une orbitale moléculaire π. Comme la liaison π est plutôt faible, les électrons π devraient être plutôt riches en énergie et sont donc capables d'interagir bien avec le LUMO de l'acide. Lorsque des atomes d'azote sont incorporés dans le système π, l'énergie du HOMO est abaissée en raison de la forte électronégativité de N. Ainsi, l'incorporation d'atomes N dans le système diminuerait la basicité de l'ion moléculaire. En tant que tel, A et D seraient des bases inférieures, par rapport à B et C.

En choisissant entre A et D, et entre B et C, nous devrions baser nos critères de basicité sur l'étendue de délocalisation. En D, le système π est plus grand, donc une plus grande délocalisation a été réalisée, avec une baisse de l'énergie du HOMO. Ainsi, D est susceptible d'être moins basique que A. De même, l'étendue de la délocalisation est également plus grande dans C, il aurait donc un HOMO d'énergie plus faible que B. Ainsi, B est probablement plus basique que C. p>

Par conséquent, l'option (2) est probablement le bon ordre de basicité.

Peut-il être expliqué sans l'utilisation de la théorie orbitale moléculaire?
@AumkaarPranav Eh bien ... Vous pouvez ignorer la théorie MO et simplement baser vos considérations sur la délocalisation des électrons $ \ pi $ et les effets d'électronégavité.L'utilisation de la théorie MO est juste pour concrétiser davantage l'analyse.
Anurag
2018-05-18 13:19:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Lisez les réponses à cette question pour voir pourquoi plus non. de paires isolées ne signifie pas toujours plus de basicité.

Ici, la caractéristique commune des quatre composés ici est l'atome d'azote moyen, alors concentrons-nous là-dessus.

Pour que ce soit une bonne base, nous devons séparer la double liaison de manière hétérolytique pour donner à l'azote une charge négative.

Vous avez terminé la première étape? Notez maintenant que a et b auront chacun un cycle aromatique, c aura deux cycles aromatiques et d aura un aromatique et un anti-aromatique. Sur cette base, c est le plus basique et d le moins. Maintenant, la confusion est entre les composés a et b.

Pour décider de la force de a et b, notez que dans b, il n'y a qu'un seul azote tirant la densité électronique (effet inductif), tandis que dans a il y deux d'entre eux. Donc, b est plus basique.

Une chose à garder à l'esprit lors du choix des composés n / b a et b - on pourrait dire que, comme il y a deux azotes qui peuvent donner des paires isolées en a, il y aura plus de stabilisation de la résonance de l'ion positif formé après que l'acide attaque l'azote moyen sur lequel nous nous concentrons. Mais rappelez-vous que les paires isolées de ces deux azotes ne participent pas à la résonance. Alors, décidez en vous basant uniquement sur les effets inductifs.

Pourquoi l'atome d'azote moyen agira-t-il comme l'atome de base? Ses couples isolés seront impliqués en résonance avec le cycle azoté qui sera également responsable de son aromaticité. Je pense que les atomes d'azote restants donneront leurs paires isolées comme dans l'imidazole. C'est pourquoi j'ai considéré que la basicité dépendait du non. des atomes d'azote présents.
@keenlearner $ NH_2 $ - a ** deux ** paires isolées.
@keenlearner En outre, l'azote moyen est commun dans les quatre options et également lié à l'autre anneau, ce qui me donne une raison suffisante pour me concentrer dessus. Si vous pouvez fournir une autre explication qui ne se concentre pas sur l'azote moyen et qui est suffisamment satisfaisante, je serai heureux de l'accepter. :)
@keenlearner Lors de la résolution d'une question, vous devrez rechercher des modèles comme celui-ci. Vous devrez vous demander: "Pourquoi cette question aurait-elle été créée? Quel est le concept derrière elle?" Ce qui dans ce cas serait de l'aromaticité. Si vous voyez quelque chose qui peut créer de l'aromaticité, c'est un indice énorme pour vous que le poseur de questions a fourni.


ⓘ
Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 4.0 sous laquelle il est distribué.
Loading...