3.1.5 Не ароматичні та антиароматичні сполуки

Якщо в циклічній супряженій системі кількість -електронів відпові-дає правилу Хюккеля (N = 4n + 2, n = 0,1,2,3...), то така система буде бід-ніша енергією, ніж відповідні системи з ізольованими -зв’язками, а сама сполука буде ароматичною.

Якщо циклічні системи формально мають супряження -електронів, але не відповідають правилу Хюккеля, то при цьому зростає енергія дело-калізації -електронів і такі системи можуть бути неароматичними або антиароматичними:

Системи з замкненими ланцюгами супряження (циклобутадієн-1,3; циклооктатетраєн-1,3,5,7; пентален), що мають в супряженій системі 4n-електронів називаються антиароматичними (Дьюар, 1952 р.). Їх стабіль-ність значно менша, ніж у відповідних сполук з відкритим ланцюгом.

Питання для самоконтролю

1. Навести формули: катіона трифенілциклопропенілію, аніона циклопен-тадієнілію, катіона циклогептатриєнілію (тропілію). Пояснити їх будову та ароматичність на основі квантово-хімічних уявлень.

2. Навести формули циклопентадієну, циклобутадієну, циклогептатриєну. Чи будуть ці сполуки ароматичними? Відповідь обґрунтувати на основі будови сполук та уявлень про ароматичність.

3. Навести формули катіона тропілію (циклогептатриєнілію), катіона цик-лопропенілію, аніона циклопентадієнілію та пояснити їх будову та арома-тичний характер, використовуючи квантовохімічний критерій ароматично-сті.

4. Порівняти будову і властивості циклопентадієну і циклопентадієніл-натрію. Пояснити, яка з цих сполук є ароматичною?

5. Навести структурні формули сполук: а) 1,3-циклогексадієн, б)1,3-цикло- пентадієн, в) аніон циклопентадієнілію, г) нафталін, д) фуран. Користую-чись уявленням про ароматичність та правилом Хюккеля, пояснити, які з сполук (а-д) виявляють ароматичний характер.

6. Сформулювати сучасні уявлення про будову бензолу. Навести орбіталь-ну схему утворення σ- та π-зв׳язків в молекулі бензолу. Пояснити поняття ״супряження״, ״енергія супряження״, ״ароматичність״.

7. Порівняти будову сполук: а) циклопентадієну та аніону циклопентадіє-нілію; б) 1,3,5-циклогептатриєну і катіону циклогептатриєнілію. Які з них виявляють ароматичні властивості? Пояснити будову ароматичних сполук, використовуючи критерії ароматичності.

8. Аніон бензолу С6Н5 має ароматичний характер. Пояснити цей факт, зо-бразивши його орбітальну будову та використовуючи критерії ароматич-ності.

9. Пояснити π-електроноорбітальну будову та ароматичність фурану, тіо-фену, піролу на основі квантовохімічних уявлень.

10. Пояснити, яка сполука утворюється при взаємодії циклопентадієнілка-лію з FeCl2. Охарактеризувати її будову та властивості.

Література до теми лекції

Самостійна робота

1. Збірник тестових завдань з органічної хімії / Під ред. проф. Рансько-го А. П. – Дніпропетровськ, 2007. – С. 67-76. – ISBN 966-8018-54-0.

Основна література

1. Гауптман З. Органическая химия / Гауптман З., Грефе Ю., Ремане Х. – М.: Химия, 1979. – С. 257-263.

2. Ластухін Ю. О. Органічна хімія / Ю. О Ластухін, С. А. Воронов. – Львів: Центр Європи, 2001. – С. 295-620. – ISBN 966-7022-19-6.

3. Черных В. П. Лекции по органической химии /В. П. Черных. – Харьков: Золотые страницы, 2005. – С. 107-122. – ISBN 966-615-155-3.

Додаткова література

1. Грандберг И. И. Органическая химия / Грандберг И. И. – М.: Высшая школа, 1987. – С. 168-177.

2. Моррисон Р. Органическая химия / Моррисон Р., Бойд Р. – М.: Мир, 1974. – С. 301-322.

3. Штеменко Н. І. Органічна хімія та основи статичної біохімії / Штеменко Н. І., Соломко З. П., Авраменко В. І. – Дніпропетровськ. Видавництво ДНУ, 2003. – С. 144-166. – ISBN 966-551-117-3.