Mnemónica Innovadora para la Predicción del comportamiento Aromático, Anti Aromático de los Compuestos Heterocíclicos con DLP:

El presente estudio será un mnemotécnico innovador que implica el cálculo del valor ‘ A ‘ simplemente manipulando el no de enlaces π dentro del sistema de anillos y el par solitario deslocalizado de electrones (DLP) con uno (01).

El compuesto heterocíclico que tiene un valor cíclico, plano, conjugado (es decir, todos los átomos de carbono que tienen el mismo estado de hibridación, sp2) con un número par de valor ‘A’ se tratará como aromático en naturaleza y con un número impar de valor ‘A’ se tratará como anti aromático en naturaleza.

Fórmula 2: Evaluación de un Valor para predecir la Naturaleza Aromática y Anti Aromática

A = nb+DLP+1(constante) = no par = Aromático

A = nb+DLP+1(constante) = no impar = Anti Aromático

donde, nb = número de enlaces π con en el sistema de anillos;

DLP = par solitario deslocalizado de electrones.

En el caso de un compuesto heterocíclico basado en múltiples heteroátomos, que contenga heteroátomos DLP y LLP, el comportamiento aromático y anti aromático debe predecirse únicamente con respecto al heteroátomo basado en DLP.

Ejemplo \(\pageIndex{3}\): Benzotiazol

El benzotiazol (Figura 1), es un compuesto heterocíclico basado en múltiples heteroátomos, que contiene heteroátomos DLP y LLP. Aquí, para N, DLP = 0, LLP = 1 y para S, DLP = 1, LLP = 1, por lo que, en este caso, el valor ‘A’ debe calcularse con respecto a S solo que no N. Aquí, A = 4 + 1 + 1 = 6 (incluso no) = Aromático.

Pero cuando los compuestos heterocíclicos contienen ambos heteroátomos basados en LLP, se debe predecir la aromaticidad con respecto a ese heteroátomo que contiene el número de posición más bajo posible según la nomenclatura IUPAC o cualquiera de los heteroátomos.

Ejemplo \(\pageIndex{3}\): Imidazol

Imidazol (Figura 2) es un compuesto heterocíclico basado en múltiples átomos hetero en el que, N1 es un heteroátomo basado en DLP y N3 es un heteroátomo basado en LLP. En este caso, debe preverse la aromaticidad con respecto al heteroátomo N1 basado en DLP.

Para N1, A = nb+DLP+1(constante) = 2+1+1 = 4 (incluso No) – Aromáticos

por ejemplo. La pirimidina (Figura 3) es un compuesto heterocíclico basado en múltiples átomos hetero en el que, ambos N1 & N3 están en el mismo ambiente basado en átomos hetero (átomos hetero basados en LLP). En este caso, debe preverse la aromaticidad con respecto a N1 (número de posición más bajo posible según la nemenclatura de la IUPAC).

Para N1, A = nb+DLP+1(constante) = 3+0+1 = 4 (aún no) – Aromáticos

Aromaticidad de compuestos heterocíclicos han sido ilustradas en la Tabla-2

Omisión comportamiento de algunos compuestos heterocíclicos con respecto a sus propiedades Aromáticas / Anti Aromáticos y No Aromáticos de la naturaleza :

Aromáticos Comportamiento de algunos compuestos heterocíclicos que contienen diferentes DLP basado hetero átomos (uno contiene vacante d orbitales) :

En Fenotiacina (Figura 4), hay dos heteroátomos basados en DLP N y S. Entre N y S, ya que S

tienen orbitales d vacantes, por lo que, en este caso, el valor ‘A’ se predecirá con respecto al heteroátomo basado en DLP S

que contiene orbitales d vacantes solamente.

Aquí, A = nb + DLP + 1 (constante) = 6 +1+1 = 8 (incluso no) = Aromático .

Comportamiento no aromático de algunos compuestos heterocíclicos que contienen el mismo heteroátomo basado en DLP que no tiene orbitales d:

Se observará el comportamiento de omisión de algunos compuestos heterocíclicos (Figura 5 y 6),cuando haya al menos dos heteroátomos (iguales o diferentes), pero ambos heteroátomos no tienen orbitales d (como O,N, etc.) y están en un entorno basado en DLP en el sistema de anillos.

These molecules have been studied with advanced molecular orbital techniques known as ‘ab initio calculations’. ‘Ab initio quantum chemistry methods’ are computational chemistry methods based on quantum chemistry8.

En el caso de la 1,2-dioxina, la 1,4-dioxina y el dibenzo-1,4-dioxina, hay átomos de O basados en DLP en todas las moléculas, pero aún así no serán aromáticos debido a la prevención de una deslocalización significativa de electrones libres (hace que no se conjuguen). Los electrones π de los enlaces de carbono y los electrones del par solitario en los átomos de oxígeno no se solapan en un grado significativo debido a la ausencia de orbitales d vacantes en ambos átomos O en cada caso (la superposición pn-dn no es posible aquí en conjugación). Hace que estas moléculas no se conjuguen y, por lo tanto, permite que las moléculas se vuelvan no aromáticas en lugar de aromáticas (Un valor = incluso No).

En los compuestos heterocíclicos, donde hay dos átomos N basados en DLP en lugar de dos átomos O basados en DLP o hay un átomo N DLP junto con un átomo O DLP, se observarán los mismos fenómenos de comportamiento no aromático. Debido a que los átomos N y O no tienen orbitales d vacantes, y por lo tanto la superposición pn-dn no es posible aquí en la conjugación.

Comportamiento anti Aromático de algunos compuestos heterocíclicos que contienen los mismos heteroátomos basados en DLP con orbitales d vacíos:

Estos compuestos (Figura 7) son anti aromáticos, aquí ambos átomos S, que tienen orbitales d vacíos, contienen un DLP y un LLP y aquí ambos DLP de ambos átomos S participan en la deslocalización. Por lo tanto, para la predicción del valor ‘A’, considere ambos DLP (DLP = 2). Aquí, A = nb + DLP + 1 (Constante) = 2 + 2 + 1 = 5 (no impar) = Anti Aromático.