stringtranslate.com

Катион тропилия

Ион тропилия или циклогептатриенильный катион представляет собой ароматическую разновидность с формулой [C 7 H 7 ] + . [4] Его название происходит от молекулы тропина , из которой циклогептатриен (тропилиден) был впервые синтезирован в 1881 году. Соли катиона тропилия могут быть стабильными даже с нуклеофилами умеренной силы, например, тетрафторборатом тропилия и бромидом тропилия ( см. ниже ). Его бромидная и хлоридная соли [5] могут быть получены из циклогептатриена и пентахлорида брома или фосфора соответственно. [6]

Это правильный семиугольный , планарный, циклический ион. Он имеет 6 π-электронов (4 n  + 2, где n  = 1), что соответствует правилу ароматичности Хюккеля . Он может координировать свои действия с атомами металлов как лиганд . Показанная структура представляет собой совокупность семи резонансных вкладчиков , в которых каждый атом углерода несет часть положительного заряда.

История

В 1891 Г. Мерлинг получил водорастворимое бромсодержащее соединение реакцией циклогептатриена и брома . [7] В отличие от большинства алкилбромидов, это соединение, позже названное бромидом тропилия, растворимо в воде, но нерастворимо во многих органических растворителях. Его очищают кристаллизацией из горячего этанола. Реакция с водным раствором нитрата серебра сразу же дает бромид серебра, что указывает на лабильный бромид. Было установлено, что бромид тропилия представляет собой соль C.
7
ЧАС+
7
Бр
, Дерингом и Ноксом в 1954 году путем анализа его инфракрасного и ультрафиолетового спектров. [8] [9] Ионные структуры перхлората тропилия ( C
7
ЧАС+
7
ClO
4
) и йодид тропилия ( C
7
ЧАС+
7
я
) были подтверждены методом рентгеновской кристаллографии . [10] Длина связей углерод-углерод больше (147 пм), чем у бензола (140 пм), но все же короче, чем у типичных веществ с одинарной связью, таких как этан (154 пм).

Кислотность

Ион тропилия представляет собой кислоту в водном растворе (т. е. кислоту Аррениуса ) вследствие своей кислотности по Льюису: сначала он действует как кислота Льюиса, образуя аддукт с водой, который затем может отдавать протон другой молекуле воды. следовательно, косвенно действует как кислота Аррениуса:

С
7
ЧАС+
7
+ 2  ч.
2
О
С
7
ЧАС
7
ОН
+ Ч
3
О+

( Борная кислота дает кислые водные растворы почти таким же образом.) Константа равновесия равна1,8 × 10-5 , что делает ее в воде такой же кислой, как и уксусная кислота . [8]

Масс-спектрометрии

Ион тропилия часто встречается в масс-спектрометрии в виде сигнала при m / z  = 91 и используется в масс-спектральном анализе . Этот фрагмент часто встречается у ароматических соединений, содержащих бензильное звено. При ионизации бензильный фрагмент образует катион ( PhCH+
2
), который перегруппировывается в высокостабильный катион тропилия ( C
7
ЧАС+
7
). [11]

Реакции

Катион тропилия реагирует с нуклеофилами с образованием замещенных циклогептатриенов, например: [12]

С
7
ЧАС+
7
+ Китай
С
7
ЧАС
7
Китай

Восстановление алюмогидридом лития дает циклогептатриен . [12]

Реакция с циклопентадиенидной солью натрия или лития дает 7-циклопентадиенилциклогепта-1,3,5-триен : [12]

С
7
ЧАС+
7
Икс
+ С
5
ЧАС
5
На+
С
7
ЧАС
7
С
5
ЧАС
5
+ НаХ

При обработке окислителями, такими как хромовая кислота , катион тропилия перегруппировывается в бензальдегид : [12]

С
7
ЧАС+
7
+ HCrO
4
С
6
ЧАС
5
СНО
+ КрО
2
+ Ч
2
О

Известны многие металлокомплексы тропилий-иона. Одним из примеров является [Mo( η 7 -C 7 H 7 )(CO) 3 ] + , который получают путем отделения гидрида от трикарбонила циклогептатриенмолибдена . [13]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abcdefg "тропилий | ChemSpider". www.chemspider.com . п. Имена . Проверено 30 декабря 2018 г. тропилий
  2. ^ abcdef "Тропилий". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 30 декабря 2018 г. Химические названия: Тропилий; Циклогептатриенилий; Цикл- С
    7
    ЧАС+
    7
    ; Циклогепта-2,4,6-триенилий
  3. ^ Международный союз теоретической и прикладной химии (2014). Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 . Королевское химическое общество . п. 1127. дои : 10.1039/9781849733069. ISBN 978-0-85404-182-4.
  4. ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Интернет-исправленная версия: (2006–) «молекула». дои :10.1351/goldbook.M04002
  5. ^ Смесь [C 7 H 7 ] + Cl - и [C 7 H 7 ] + [ PCl
    6
    ] получают обработкой тропилидена пентахлоридом фосфора.
  6. ^ Органический синтез фторбората тропилия , Сб. Том. 5, с.1138 (1973); Том. 43, с.101 (1963). ссылка. Архивировано 29 августа 2012 г. на Wayback Machine.
  7. ^ Мерлинг, Г. (1891). «Уэбер Тропин». Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 24 (2): 3108–3126. дои : 10.1002/cber.189102402151.
  8. ^ аб Эггерс Деринг, В. фон; Нокс, Л.Х. (1954). «Ион циклогептатриенилия (тропилия)». Варенье. хим. Соц . 76 (12): 3203–3206. дои : 10.1021/ja01641a027.
  9. ^ Балабан, Александру Т.; Оничу, Даниэла К.; Катрицки, Алан Р. (2004). «Ароматичность как краеугольный камень гетероциклической химии». хим. Преподобный . 104 (5): 2777–2812. дои : 10.1021/cr0306790. ПМИД  15137807.
  10. ^ Китайгородский, А.И.; Стручков, Ю. Т.; Хоцянова, Т.Л.; Вольпин, Мэн; Курсанов, Д. Н. (1960). «Кристаллические структуры перхлората и иодида тропилия». Вестник Отделения химических наук АН СССР . 9 (1): 32–36. дои : 10.1007/bf01178699. ISSN  0568-5230.
  11. ^ Лифшиц, Хава (1994). «Образование ионов тропилия из толуола: решение старой проблемы органической масс-спектрометрии». Отчеты о химических исследованиях . 27 (5): 138–144. дои : 10.1021/ar00041a004.
  12. ^ abcd OP Агарваи (2009). Реакции и реагенты (46-е изд.). Кришна Пракашан Медиа. стр. 614–615. ISBN 9788187224655.
  13. ^ Грин, Малкольм Л.Х.; Нг, Деннис КП (1995). «Циклогептатриен и -енильные комплексы ранних переходных металлов». Химические обзоры . 95 (2): 439–473. дои : 10.1021/cr00034a006.