mnemonice inovatoare pentru predicția comportamentului Aromatic, Anti-Aromatic al compușilor heterociclici cu DLP:

studiul de față va fi un mnemonic inovator care implică calcularea valorii ‘A’ prin manipularea no-ului legăturilor de la nivelul sistemului inelar și a perechii lone de electroni delocalizați (DLP) cu unul (01).

compusul heterociclic având ciclic, plan, conjugat (adică toți atomii de carbon având aceeași stare de hibridizare, sp2) cu număr par de valoare ‘a’ va fi tratat ca aromatic în natură și cu număr impar de valoare ‘A’ va fi tratat ca antiaromatic în natură.

Formula 2: Evaluarea unei valori pentru a prezice natura aromatică și Anti-aromatică

A = NB+DLP+1(constantă) = chiar nu = Aromatic

A = NB+DLP+1(constantă) = impar nu = Anti-Aromatic

unde, NB = numărul de legături cu inelar în sistemul inelar;

DLP = pereche singuratică Delocalizată de electroni.

în cazul unui compus heterociclic pe bază de multi-heteroatomi, care conține atât heteroatomi DLP, cât și LLP,

comportamentul Aromatic și Antiaromatic trebuie prezis numai în ceea ce privește heteroatomul pe bază de DLP.

exemplu \(\PageIndex{3}\): Benzotiazol

Benzotiazol (Figura 1), este un compus heterociclic pe bază de heteroatomi multi-heteroatomi, care conține atât DLP, cât și LLP heteroatomi. Aici, pentru N , DLP = 0, LLP = 1 și pentru S, DLP = 1, LLP =1, deci, în acest caz, valoarea ‘A’ ar trebui calculată în raport cu S numai nu N. aici, A = 4 + 1 + 1 = 6 ( chiar nu) = Aromatic.

dar când compușii heterociclici conțin atât hetero-atomi pe bază de LLP, atunci Aromaticitatea ar trebui prezisă în raport cu acel hetero-atom care conține cel mai mic număr de poziție posibil conform nomenclaturii IUPAC sau oricare dintre hetero-atomii.

Example \(\PageIndex{3}\): imidazolul

imidazolul (Figura 2) este un compus hetero ciclic bazat pe mai mulți hetero atomi în care, N1 este hetero atom bazat pe DLP și N3 este hetero atom bazat pe LLP. În acest caz, Aromaticitatea ar trebui prezisă în raport cu heteroomul N1 bazat pe DLP.

pentru N1, a = NB + DLP + 1 (constantă) = 2+1+1 = 4 (chiar nu) – Aromatic

Eg. Pirimidina (Figura 3) este un compus hetero-ciclic bazat pe mai mulți hetero atomi în care ambii N1 & N3 sunt în același mediu hetero atomi bazați (LLP hetero atomi bazați). În acest caz, Aromaticitatea ar trebui prezisă în raport cu N1 (cel mai mic număr de poziție posibil conform nemenclaturii IUPAC).

pentru N1, a = NB + DLP + 1 (constantă) = 3+0+1 = 4 (chiar nu) – aromatice

Aromaticitatea compușilor heterociclici au fost ilustrate în tabelul-2

ă>

valoarea NB

remarca asupra naturii

de compound

(Aromatic/Anti Aromatic)

comportamentul de omisiune al unor compuși heterociclici în ceea ce privește natura lor aromatică / antiaromatică și nearomatică:

comportamentul aromatic al unor compuși heterociclici care conțin diferiți hetero atomi pe bază de DLP (unul conține orbitali d vacanți) :

în fenotiazină (Figura 4), există doi hetero atomi pe bază de DLP N și S. între N și s, deoarece S

având orbitali d vacanți, deci, în acest caz, valoarea ” A ” va fi prezisă în raport cu S

hetero atom pe bază de DLP care conține numai orbitali d vacanți.

aici, A = NB + DLP + 1 (constantă) = 6 +1+1 = 8 (chiar și nu) = Aromatic.

comportamentul Nearomatic al unor compuși heterociclici care conțin același heteroatom pe bază de DLP fără orbitali d:

se va observa comportamentul de omisiune al unor compuși heterociclici (figurile 5 și 6),când există cel puțin doi hetero atomi (aceiași sau diferiți), dar ambii hetero atomi nu au orbitali d (cum ar fi O,N etc.) și sunt în mediu bazat pe DLP în sistemul ring.

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.

în cazul 1,2-dioxinei, 1,4-dioxinei și dibenzo-1,4-dioxinei există atomi de o pe bază de DLP în toate moleculele, dar totuși vor fi nearomatici datorită prevenirii delocalizării semnificative a electronilor liberi (face neconjugat). Electronii de la centimetrii din legăturile de carbon și electronii perechii singulare de pe atomii de oxigen nu se suprapun într-o măsură semnificativă din cauza absenței orbitalilor d vacanți în ambii atomi de O în fiecare caz (suprapunerea pn-dn nu este posibilă aici în conjugare). Face ca aceste molecule să nu fie conjugate și astfel permite moleculelor să devină non-aromatice în loc de aromatice (o valoare = chiar nu).

în compușii heterociclici, unde există doi atomi de N pe bază de DLP în loc de doi atomi de o pe bază de DLP sau există un atom de N DLP împreună cu un atom de o DLP, se vor observa aceleași fenomene de comportament non-aromatic. Deoarece, atât atomii de N, cât și atomii de o nu au orbitali d vacanți și, prin urmare, suprapunerea pn-dn nu este posibilă aici în conjugare.

comportamentul Antiaromatic al unor compuși heterociclici care conțin aceiași hetero-atomi pe bază de DLP având orbitali d vacanți:

acești compuși (Figura 7) sunt antiaromatici, aici ambii atomi S, având orbitali d vacanți, conțin un DLP și un LLP și aici ambii DLP ai ambilor atomi s participă la delocalizare. Prin urmare, pentru predicția valorii ‘A’, luați în considerare ambele DLP (DLP = 2). Aici, A = NB + DLP + 1 (constantă) = 2 + 2 + 1 = 5 (ciudat nu) = Anti Aromatic.