innovativ mnemonik för förutsägelse av aromatisk, Antiaromatisk beteende hos heterocykliska föreningar med DLP:

den föreliggande studien kommer att vara en innovativ mnemonic som involverar beräkning av’ A ’ – värde genom att bara manipulera No av kubibindningar inom ringsystemet och delokaliserat lone pair of electron (DLP) med en (01).

den heterocykliska föreningen med cyklisk, plan, konjugerad (dvs. alla kolatomer med samma hybridiseringstillstånd, sp2) med jämnt antal ’a’ – värde kommer att behandlas som aromatiskt i naturen och med udda antal ’A’ – värde kommer att behandlas som antiaromatiskt i naturen.

Formel 2: Utvärdering av ett värde för att förutsäga aromatisk och Antiaromatisk Natur

A = nb + DLP + 1(konstant) = även nej = aromatisk

A = nb+DLP+1 (konstant) = odd no = Antiaromatisk

var, nb = antal kubobligationer med i ringsystemet;

DLP = Delokaliserat ensamt par elektron.

vid en heterocyklisk förening baserad på flera hetero-atomer, innehållande både DLP-och LLP-hetero-atomer, bör

aromatiskt och Antiaromatiskt beteende förutsägas endast med avseende på DLP-baserad hetero-atom.

exempel \(\PageIndex{3}\): Bensotiazol

Bensotiazol (Figur 1), är en multi-hetero-atombaserad heterocyklisk förening, innehållande både DLP-och LLP-hetero-atomer. Här, för N, DLP = 0, LLP = 1 och för S, DLP = 1, LLP =1, Så i detta fall bör ’a’ – värdet beräknas med avseende på S endast inte N. Här, A = 4 + 1 + 1 = 6 (även nej) = aromatisk.

men när heterocykliska föreningar innehåller båda LLP-baserade hetero-atomer bör aromaticitet förutsägas med avseende på den hetero-atomen som innehåller lägsta möjliga positionsnummer enligt IUPAC-nomenklaturen eller någon av hetero-atomen.

exempel \(\PageIndex{3}\): imidazol

imidazol (Figur 2) är en multi-hetero-atombaserad hetero-cyklisk förening i vilken N1 är DLP-baserad hetero-atom och N3 är LLP-baserad hetero-atom. I detta fall bör aromaticitet förutsägas med avseende på DLP-baserad hetero atom N1.

för N1, a = nb + DLP + 1 (konstant) = 2+1+1 = 4 (även Nej) – aromatisk

Eg. Pyrimidin (Figur 3) är en multi hetero atombaserad hetero cyklisk förening där båda N1 & N3 är i samma miljöbaserade hetero atomer (LLP-baserade hetero atomer). I detta fall bör aromaticitet förutsägas med avseende på N1 (lägsta möjliga positionsnummer enligt IUPAC nemenclature).

för N1, a = nb + DLP + 1 (konstant) = 3+0+1 = 4 (

aromaticitet hos heterocykliska föreningar har illustrerats i Tabell – 2

Obs värde

ett värde

(även nej /udda nej)

utelämnande beteende hos vissa heterocykliska föreningar med avseende på deras aromatiska / antiaromatiska och icke aromatiska natur:

aromatiskt beteende hos vissa heterocykliska föreningar som innehåller olika DLP-baserade hetero-atomer (en innehåller lediga d-orbitaler) :

i fenotiazin (Figur 4) finns det två DLP-baserade hetero-atomer N och S. mellan N och S, eftersom S

har lediga d-orbitaler, så i detta fall kommer ” a ” – värde att förutsägas med avseende på DLP-baserade S

hetero atom som endast innehåller lediga d-orbitaler.

Här , A = nb + DLP + 1 (konstant) = 6 +1+1 = 8 (även nej) = aromatisk.

Icke-aromatiskt beteende hos vissa heterocykliska föreningar som innehåller samma DLP-baserade heteroatom utan d-orbitaler:

Utelämnandebeteende hos vissa heterocykliska föreningar kommer att observeras (Figur 5 och 6),när det finns minst två hetero atomer (samma eller olika) men båda hetero atomerna har inga d-orbitaler (såsom O, N etc.) och de är i DLP-baserad miljö i ringsystemet.

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.

i fallet med 1,2-dioxin, 1,4-dioxin och dibenso-1,4-dioxin finns det DLP-baserade o-atomer i alla molekyler men de kommer fortfarande att vara icke aromatiska på grund av förebyggande av signifikant fri elektrondelokalisering (gör icke konjugerad). De elektronerna från kolbindningarna och de ensamma parelektronerna på syreatomerna överlappar inte i betydande grad på grund av frånvaro av lediga d-orbitaler i båda o-atomerna i varje fall (PN-dn överlappning är inte möjlig här i konjugering). Det gör dessa molekyler icke konjugerade och tillåter sålunda molekylerna att bli icke aromatiska istället för aromatiska (ett värde = till och med Nej).

i de heterocykliska föreningarna, där det finns två DLP-baserade N-atomer istället för två DLP-baserade O-atomer eller det finns en DLP n-atom tillsammans med en DLP O-atom, kommer samma fenomen av icke-aromatiskt beteende att observeras. Eftersom både n-och O-atomer inte har några lediga d-orbitaler, och därför är PN-dn överlappning inte möjlig här i konjugation.

Antiaromatiskt beteende hos vissa heterocykliska föreningar som innehåller samma DLP-baserade hetero-atomer med lediga d-orbitaler:

dessa föreningar (Figur 7) är antiaromatiska, här innehåller båda s-atomer, som har lediga d-orbitaler, en DLP och en LLP och här deltar båda DLP av båda s-atomerna i delokaliseringen. Därför, för förutsägelse av ’a’ – värde, överväga både DLP (DLP = 2). Här, A = nb + DLP + 1 (konstant) = 2 + 2 + 1 = 5 (odd No) = Anti aromatisk.