Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
670
ROZDZIAŁ14
ZWIĄZKIAROMATYCZNE
Atomazotuzarównowcząsteczcepirydyny,jakicząsteczcepirolu,mahybrydyzacjęsp
2.
Wpirydynie(rys.14.20)atomazotuohybrydyzacjisp
2oddajejedenwiążącyelektrondo
układuπ.Tenelektron,razemzpięciomaelektronamipochodzącymizpięciuatomów
węgladajepirydyniesekstetelektronów,podobnie,jakmatomiejscewbenzenie.Dwa
niezwiązaneelektronyazotupirydynyznajdująsięnaorbitalusp
2,któryleżywtejsamej
płaszczyźniecoatomypierścienia.Tenorbitalsp
2nienakładasięzorbitalamippierście-
nia(jestprostopadłydoorbitalip).Niewiążącaparaelektronowanaazocieniejestczęścią
układuπelektronowegoiteelektronynadająpirydyniewłaściwościsłabejzasady.
Wpirolu(rys.14.21)elektronysąułożonewinnysposób.Ponieważatomywęglapier-
ścieniapiroludostarczajątylko4elektronyπ,to,bypowstałsekstetaromatyczny,atom
azotuohybrydyzacjisp
2musidostarczyćdwaelektrony.Ponieważteelektronysączęścią
sekstetuaromatycznegoniemogątworzyćwiązaniazprotonem.Ztegopowoduwwod-
nymroztworzepirolniejestwyraźniezasadowy.
H
H
e–
H
C
e–
C
e–
C
C
C
e–
e–
N
e–
H
H
2e–
e–
e–
e–
e–
2e–
N
H
N
N
H
RYS.14.20Pirydynajestaromatyczna
isłabozasadowa.Jejatomazotuma
niewiążącąparęelektronowąnaorbitalu
sp
2(zaznaczonąkoloremszarym),która
niejestczęściąukładuaromatycznego
RYS.14.21Piroljestaromatyczny,ale
niejestzasadowy.Niemaniewiążącej
paryelektronowej.Paraelektronowa
przyatomieazotujestczęściąukładu
aromatycznego
PRZYKŁAD14.6
Imidazol(wzórobok)zawieradwaatomyazotu.N3jestzasadowy(podobniejak
atomazotuwpirydynie).N1niejestzasadowy(podobniejakatomazotuwpirolu).
Wyjaśnijróżnicezasadowościtychdwóchatomówazotu.
Niezasadowy
5
4
atomazotu
3
N
Zasadowyatomazotu
2
NH
1
WYJAŚNIENIEIODPOWIEDŹ:GdyimidazolprzyłączaprotondoN3,paraelektronowa,któraprzyłączapro-
ton,niejestczęściąukładusześciuelektronówπ,którypowoduje,żeimidazoljestaromatyczny.Dlategotworząca
sięsprzężonazasadajestnadalaromatyczna(stanowikationaromatyczny)iciąglejeststabilizowanaprzezenergię
rezonansową.
X
H
N
NH
NH
+
X
–
H
N
+
(Aromatyczny)
(Aromatyczny)
Zdrugiejstrony,gdybyimidazolprzyłączyłprotondoN1,topowstającyjon(którysięnietworzy)niebyłbyaroma-
tycznyimiałbyznaczniewiększąenergiępotencjalną(stabilizacjapoprzezrezonanszostałabyutracona).ZatemN1
niejestznaczącozasadowy.
N
NH
HX
N
N
+
H
H
+
X
–
(Aromatyczny)
6elektronówπ
(Niearomatyczny)
4elektronyπ
Furanitiofenmająstrukturębardzopodobnądopirolu.Atomtlenufuranuiatom
siarkiwtiofeniemająhybrydyzacjęsp
2.Wobuzwiązkachorbitalpheteroatomudaje
dwaelektronydoukładuπ.Atomytlenuisiarki,furanuitiofenumająniezwiązanąparę
elektronowąnaorbitalusp
2(rys.14.22),którajestprostopadładoukładuπ.
