Question:
Pourquoi les arènes avec des anneaux benzéniques conjoints sont-ils dessinés tels quels?
Rory
2012-04-27 14:46:34 UTC
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Alors que l'on nous apprend à représenter le benzène comme ci-dessous (A) en raison de ses électrons délocalisés, cependant, lorsque deux cycles benzéniques partagent des carbones (par exemple, le naphtalène), il semble être plus couramment représenté dans les manuels sous la forme de deux anneaux conjugués (B). Alors que je me rends compte que le résultat est le même, quel est l'avantage gagné en les dessinant ainsi plutôt que (C)? Est-ce simplement une question de clarté?

A:

Benzene Ring

B:

Naphtalene Kekule's Form

Naphtalene

En dessinant ceux de Marvin, je me suis demandé si c'était comme la délocalisation entre les carbones partagés n'est pas montrée? C'est à dire. on dirait que les électrons sont délocalisés sur les deux anneaux séparément plutôt que comme un seul gros anneau?

Trois réponses:
#1
+17
F'x
2012-04-27 19:37:23 UTC
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Les questions sur pourquoi nous représentons les choses d’une manière ou d’une autre sont difficiles à répondre en général, car elles font appel à notre sens du goût… de gustibus non est disputandum . Ici, je veux exposer la position et le raisonnement de l'UICPA sur cette question. Les publications pertinentes à ce sujet sont les Recommandations IUPAC 2008, intitulées Normes de représentation graphique pour les diagrammes de structure chimique (Recommandations IUPAC 2008) [1].

La section GR-6 du rapport traite avec «Anneaux aromatiques et autres types de délocalisation d'électrons». J'en cite une partie (je souligne):

Les courbes GR-6.5 ne doivent être utilisées que lorsque la délocalisation est représentée

Les courbes représentent délocalisation, mais beaucoup de structures ont des éléments délocalisés. Bien que tous ces éléments puissent être représentés avec des courbes, il y a peu d'avantages à le faire. Au contraire, l ' utilisation arbitraire de courbes peut attirer l'attention du spectateur sur des parties insignifiantes d'un diagramme structurel , et à l'écart de zones chimiquement plus importantes comme un site actif ou un groupe réactif. Par conséquent, les courbes ne doivent être utilisées que lorsque la délocalisation est spécifiquement mise en évidence comme une caractéristique importante de la structure .

Lorsque les courbes ne sont pas utilisées, la configuration alternée de doubles liaisons est acceptable dans le cadre des contraintes supplémentaires discutées dans GR-3.5.

enter image description here

Le texte va ensuite plus loin pour noter:

Il n'est généralement pas acceptable d'utiliser des courbes dans deux anneaux fusionnés adjacents , car ces diagrammes sont au mieux ambigus en termes de caractère de la fusion partagée liaison entre les deux anneaux.


  1. Normes de représentation graphique pour les diagrammes de structure chimique (Recommandations IUPAC 2008) , Pure Appl. Chem., 2008 DOI: 10.1351 / pac200880020277

PS: hmm, le leader du rapport IUPAC travaille chez CambridgeSoft…

J'ai ajouté à la question _why_ :) Il s'avère que "ce n'est généralement pas acceptable" devrait être "c'est absurde".
#2
+16
CHM
2012-04-28 01:18:18 UTC
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Les deux façons de dessiner du benzène devraient signifier la même chose pour vous. Utilisez l'un ou l'autre en fonction de ce que vous voulez exprimer.

La structure Kekulé, B , est plus utile lorsque vous êtes intéressé par un mécanisme de réaction, ou pour visualiser le collage une fois l'aromaticité relevée. Voici une manière intermédiaire de le dessiner, qui est esthétiquement plus agréable (pour moi):

enter image description here

Les A et C Les structures sont appelées structures Clar, mais elles sont apparues pour la première fois dans la référence 1. En fait, C n'a pas de sens. Un cercle représente un sextet d'électrons $ \ pi $, comme ceux du benzène. Le naphtalène n'a que 10 électrons délocalisés. Après tout, il est aromatique, et possède donc 4n + 2 $ \ pi $ électrons.

Voici les règles pour dessiner des structures Clar:

  1. N'inscrivez jamais de cercles dans des anneaux benzénoïdes adjacents.

  2. En ignorant les anneaux avec des cercles, tous les anneaux benzénoïdes restants doivent avoir une structure Kekulé, c'est-à-dire avoir une ou deux doubles liaisons , comme en 1; un anneau peut être «vide» comme en 2 mais il ne doit pas y avoir d'électrons non appariés.

  3. Sous réserve des contraintes ci-dessus, une structure Clar doit avoir le nombre maximum d'anneaux benzénoïdes avec cercles inscrits. Lorsqu'un choix est disponible dans une chaîne linéaire d'anneaux benzénoïdes, le cercle peut occuper n'importe lequel des anneaux disponibles, et cela peut être indiqué par une flèche.

Lisez la référence 2 pour plus d'informations sur les structures Clar et leur utilisation en théorie.


  1. JWArmit et R.Robinson, types aromatiques hétérocycliques polynucléaires. II. J. Chem. Soc. (1925): 1604–1610.

  2. Alexandru T. Balaban (2004): Formules Clar: Comment dessiner et comment ne pas dessiner des formules d'hydrocarbures aromatiques polycycliques, Composés aromatiques polycycliques, 24: 2, 83-89

#3
+6
user95
2012-04-27 15:37:42 UTC
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(Trop long pour un commentaire.)

En le dessinant comme dans le diagramme B, bien que nous perdions l'information que les électrons sont en réalité délocalisés, cela facilite la comptabilisation des électrons lorsque nous commençons à "pousser électrons "(c'est-à-dire pour illustrer le mécanisme d'une réaction).

Le fait est que la représentation de la délocalisation d'électrons dans les structures de Lewis nécessite des béquilles comme des structures de résonance ou ce métier d'arc cercle / cercle. Au moins, vous pouvez dire qu'il y a une paire d'électrons dans une liaison simple. Combien d'électrons y a-t-il dans le cercle?

Si vous ne vous occupez pas beaucoup de l'illustration des mécanismes de réaction, je suppose que les premier et troisième dessins sont corrects. Ce que je veux dire, c'est que ces cercles ne jouent pas vraiment bien avec les flèches.

L'histoire de la technologie d'impression (prix pour imprimer des formules dans les livres) a joué un grand rôle dans l'ancien temps. Les variantes a et b en sont les restes les plus récents. Le naphtalène BTW n'est ni conjugué ni joint, mais annulé.
J'aurais moi-même utilisé le terme «fusionné» au lieu de «conjoint», étant donné que c'est le terme standard pour discuter des hydrocarbures aromatiques polycycliques. @Georg: pourquoi ne considérez-vous pas le naphtalène comme conjugué? Quelle définition utilisez-vous?
@J.M. Alors que le naphtalène est _aromatique_, il n'est pas _conjugué_. La conjugaison est la délocalisation de la charge sur des doubles-simples-doubles liaisons alternées, comme cela est présent dans les chaînes latérales d'acides gras. Le stilbène est conjugué, mais pas le naphtalène.
Vous devez dessiner les structures de résonance du benzène et du 1,3,5-hexatriène et les comparer à celles du benzène.
@CHM: Ah. J'avais l'habitude de considérer les HAP comme conjugués, mais je suppose que j'utilisais les mauvaises définitions. Merci,


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 3.0 sous laquelle il est distribué.
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