Электронная плотность в ароматических соединениях

Выше было дано качественное описание влияния заместителей на состояние л-электронной плотности ароматического соединения и его реакционную способность. В настоящее время, однако, для более точной его оценки с успехом используется полуэмпирический метод так называемого корреляционного анализа. [c.54]

Атака радикала на углерод ароматического кольца сопровождается значительным перераспределением электронной плотности ароматических и гетероциклических молекул. В связи с этим строение соединений, в том числе и природа заместителя, сильно влияет на скорости замещения. [c.81]

Реакция между ароматическим ядром и электрофильным агентом (к этому типу относится нитрование ароматических соединений) протекает тем легче, чем выше электронная плотность ароматической системы и, чем сильнее электрофильные свойства агента. Электронная плотность ядра повышается при наличии заместителей, которые увеличивают на нем электронную плотность [c.94]

Окисление ароматических колец, как правило, идет значительно труднее, чем рассмотренные выше окислительные реакции в боковых цепях. Это, однако, в значительной мере зависит от электронной структуры ароматического соединения. Из ароматических углеводородов, бензол, представляющий собой ароматическую систему с полностью выравненной электронной плотностью, окисляется труднее всего. Нафталин, в котором эта выравненность нарушена и имеются связи и атомы с повышенной электронной плотностью, окисляется значительно легче. По тем же причинам еще легче идут эти процессы с антраценом, фенантреном и более сложными соединениями (см. 1.2.3). Во всех случаях электронодонорные заместители в кольце облегчают течение реакций окисления. [c.508]

Ион карбония способен к прямой атаке другой молекулы, имеющей избыточную электронную плотность этим и обусловлено протекание конденсации карбонильных соединений с ароматическими веществами, олефинами и т. д. [c.548]

Присоединение алкильных групп, проявляющих (+/) и (+Л1)-эффекты, приводит к активации орто- и пара-положений ароматических ядер за счет перераспределения электронной плотности и к повышению основности образующегося ароматического соединения. Это способствует ускорению атаки электрофильных агентов, если роль стерических препятствий не является преобладающей. [c.44]

Решающим для химического поведения молекулы углевода (и полиола) является наличие большого числа электроотрицательных групп эти группы вызывают соответствующие индукционные эффекты. И если область ароматических соединений можно назвать царством эффекта сопряжения, то химия углеводов есть область индукционных эффектов [31]. Наличие большого числа гидроксильных групп как бы обедняет электронную плотность уг-лерод-углеродных связей молекулы углевода и полиола, наводит на углеродные атомы дробный положительный заряд, результатом чего является облегчение нуклеофильной атаки молекулы и легкость разрыва связи С—С [c.78]

Наличие атомов азота как в кольцевой структуре, так и экзоциклических, конечно, влияет не только на диссоциацию, но и на реакционную способность соединений. Присутствие атомов азота определяет ход реакций электрофильного и нуклеофильного замещения. Например, два гетероциклических атома азота в пи-римидинах вызывают перераспределение электронной плотности в ароматическом кольце, так что С-5 обладает повышенной электронной плотностью по сравнению с остальными углеродными [c.111]

Увеличение числа метильных групп в ароматическом соединении увеличивает электронную плотность в бензольном кольце, и, следовательно, повышает его реакционную способность в реакциях электрофильного замещения. Реакционная способность метилбензолов увеличивается в ряду [c.331]

Уменьшение электронной плотности бензольного кольца под влиянием таких электроноакцепторных групп можно проиллюстрировать увеличением дипольных моментов ароматических соединений по сравнению с соответствующими соединениями алифатического ряда [c.342]

Таким образом, при взаимодействии с сильными минеральными кислотами ароматические соединения реагируют как основания. Основность бензольного кольца возрастает с увеличением в нем электронной плотности, поэтому электронодонорные [c.356]

Так как электроотрицательность серы (2,5) меньше, чем кислорода (3,5), то на атоме серы в 50з имеется большой дефицит электронной плотности. По этой причине 50з можно рассматривать как электрофильный реагент. Он способен сульфировать ароматические соединения даже в апротонных растворителях в отсутствие серной кислоты. На этом основании можно утверждать, что ЗОз является не только сульфирующим агентом, но и акцептором протона на заключительной стадии реакции [c.366]

В щелочной среде электрофильная реакционная способность формальдегида определяется только наличием дефицита электронной плотности на атоме углерода его карбонильной группы, поэтому в реакцию гидроксиметилирования вступает меньшее число ароматических соединений, чем в реакцию хлорметилирования. Так, в реакцию хлорметилирования помимо фенола и его эфиров вступают бензол и его гомологи и даже хлорбензол, тогда как реакцию гидроксиметилирования удается осуществить только в случае анилина и Л ,Л -диалкил-анилинов, фенола и его эфиров. [c.396]

Однако некоторые ароматические соединения, я-электронная плотность которых сильно уменьшена электроноакцепторными заместителями, могут взаимодействовать не с электрофильными, а с нуклеофильными реагентами Nu . В результате такого взаимодействия из ароматического субстрата вытесняется анион ( Н , Hal ). [c.398]

Устойчивость алифатических диазосоединений (как и ароматических) увеличивается при введении электроноакцепторных групп. Если в диазометане один или оба атома водорода заместить на электроноакцепторные группы, то это приведет к смещению избыточной электронной плотности в сторону этих групп и сделает более прочной связь диазогруппы с остальной частью молекулы. Соединения такого типа и способы их получения приведены ниже [c.464]

Пиридин — типичное ароматическое соединение, имеющее, как н бензол, замкнутую электронную систему из секстета я-электронов. Поэтому пиридин вступает в реакции электрофильного замещения (5е), которые, однако, протекают значительно труднее, чему бензола. Это связано с неравномерным распределением я-электронной плотности в кольце из-за оттягивающего действия атома азота (азот более электроотрицателен, чем углерод), снижающего электронную плотность в а (а )- и -положениях и повышающего в р-по-ложении [c.368]

Реакция азосочетания — взаимодействие солей диазония с ароматическими соединениями (аминами и фенолами), которое приводит к образованию азосоединений Аг—Аг по механизму электрофильного замещения. Ион диазония, являясь электрофильным агентом, атакует атом углерода с наибольшей электронной плотностью [c.191]

В жидкостной хроматографии на полярном адсорбенте наблюдается высокая селективность разделения полярных изомеров и других соединений, отличающихся как пространственным строением, так и распределением электронной плотности в молекуле. Например, жидкостно-адсорбционная хроматография на силикагеле с гидроксилированной поверхностью из неполярного или слабо-полярного элюента позволяет хорошо разделять о-, м- и -изомеры ароматических соединений, содержащих полярные группы в этих положениях. Селективность к таким изомерам в жидкостной хроматографии значительно выше селективности в газовой хроматографии на том же силикагеле. Это связано с тем, что в жидкостной хроматографии разделение происходит преимущественно за счет различий в специфических межмолекулярных взаимодействиях между полярными группами дозируемого вещества (адсорбата) и полярными группами пли ионами адсорбента, так как неспецифические межмолекулярные взаимодействия молекул ад- [c.293]

Наличие у ароматических соединений объединенной я-элект-рои ной системы, граничные поверхности которой располагаются в плоскостях, параллельных плоокостн бензольного кольца, создает благоприятные условия для донорно-акцепторного взаимо1а ей-ствия ароматических углеводородов с соединениями или частицами, имеющими дефицит элект ронов. Комплексы, образующиеся за счет переноса части я-электронной плотности на соединение — акцептор электронов, носят название я-1к0м1плекс0в. В большинстве случаев я-компленсы мало стабильны и существуют в раство- [c.17]

Уже давно известны комплексы ароматических углеводородов с кислотами Льюиса и другими соединениями, имеющими дефицит электронов, например полинитропроизводными, тетрацианоэтиле-ном и др. Они образуются за счет переноса части л-электронной плотности ароматического углеводорода на соединение — акцептор электронов и носят название я-комплексов или комплексов с переносом заряда (КПЗ). Чаще всего такие комплексы мало устойчивы и существуют только в растворах, но в некоторых случаях (комплексы полинитросоединений с многоядерными углеводородами) вполне стабильны и могут быть выделены и очищены. Образование [c.35]

Электронодонорные группы (ОН, ОСНз, ОС2Н5), введенные в /1-положение фенильного радикала, повышают электронную плотность ароматического ядра н усиливают его сопряжение с остальной частью молекулы. Этим объясняется смещение максимума поглощения (до 369 нм) в сторону больших длин волн и проявление заметного гиперхромного эффекта у подобных соединений [235]. [c.97]

Из таблицы видно, что на константу передачи цепи существенное влияние оказывает как строение макрорадикала, так и строение алкил (арил)фосфина. Полистирольные радикалы более реакционноспособны в реакции с фосфинами, чем полиметилметакрилатные, и этим объягаяется возможность выделения теломеров при реакции фосфинов с акрилатами. Фосфины более реакционноспособны по отношению к полиметилметакрилатному радикалу, чем к-бутилмер-каптан. В алифатическом ряду заместитель мало влияет на реакционную способность. При переходе от алкилфосфинов к фенилфосфину константа передачи цепи на фосфин возрастает почти в 10 раз, что связано с возможностью образования более стабильных (за счет участия в распределении электронной плотности ароматического ядра) фенилфосфинильных радикалов. Этим объясняется легкость присоединения фенилфосфина к различным непредельным соединениям, которую наблюдали Б. А. Арбузов с сотрудниками [14]. Реакция фенилфосфина с эфирами акриловой и метакриловой кислот, нитрилом акриловой кислоты идет без инициатора при 120—130° С. При указанных температурах чистый метилметакрилат подвергается термической полимеризации с ощутимой скоростью [13]. Кроме того, источником радикалов могут быть пероксиды, образующиеся при взаимодействии растворенного в мономере кислорода сего молекулами, или перокси-радикалы со структурой СН2(Х)СН—О—О. [c.27]

Рассмотренные работы Коулсона и Лонгет-Хиггинса положили начало новому направлению в поисках связи химических свойств с квантовохимическими характеристиками органических соединений, полученными методом молекулярных орбиталей. Мы не имеем возможности проследить за дальнейшим развитием этого направления и из большого числа исследований, связанных с применением метода молекулярных орбиталей, выберем лишь одно, весьма оригинальное по своему подходу. В Японии Фукуи и соавторы (1952) рассчитали только для я-электронов, которые в основном состоянии молекулы занимают орбитали с наивысшей энергией. Такие электроны были названы граничными . Оказалось, что заряды граничных электронов в бензоле дг = 0,333е, в нафталине 0,362е в а- и 0,138е в р-поло-жении и т. д. и что электрофильные реагенты, а также окислители с наибольшей легкостью действуют на те места в молекуле, где имеется наивысшая плотность граничных я-электронов. Из этого факта был сделан вывод, что граничные электроны в ароматических соединениях по своему влиянию на реакционную способность отличаются от остальных я-электронов и что, по всей вероятности, их распределение в молекуле определяет структуру переходного комплекса. Это направление получило дальнейшее развитие, включив, в частности, также рассмотрение реакций с нуклеофильными и радикальными реагентами. [c.171]

Сходство между реакциями электронов с ароматическими соединениями и другими процессами замещения в ароматическом ряду исследовали методом ар-корреляций на примерах реакций гидратированных электронов с пара-замещенными производными бензойной кислоты, лгета-замещенными толуолами и /гара-замещен-ными фенолами [120]. В этих случаях также были получены прекрасные корреляционные прямые между т) и а. Однако в отличие от таких реакций, как галогенирование и нитрование, значения р для реакций гидратированных электронов с этими соединениями варьировали в широких пределах. Неаддитивность величин г] можно объяснить тем, что имеется несколько факторов, определяющих реакционную способность электрона при взаимодействии его с моно- и дизамещенными бензолами. В первом случае важным фактором является распределение п-электронной плотности по кольцу, тогда как для дизамещенных продуктов значение приобре- [c.136]

Арилкарбинолы Аг—СКгОН существуют предпочтительно в конформациях типа (11), в которых гидроксильная группа лежит в плоскости бензольного ядра. На основании ИК-спектров был сделан вывод, что в соединениях типа р-фенилэтанола существует внутримолекулярная водородная связь гидроксильной группы с я-электронной плотностью бензольного ядра. Однако из данных ЯМР следует обратный вывод — об отталкивании ОН-группы и я-электронной плотности ароматического ядра [6]. [c.307]

Экспериментально подтверждено, что скорость и направленность химических реакций, в том числе реакции алкилирования,. в значительной степени зависят от распределения электронной плотности во взаимодействующих компонентах реакции. В соответствии с этим целесообразно обобщить имеющиеся в литературе данные о молекулярных диаграммах алкилирующих агентов и ароматических углеводородов. Анализ материалов показал, что в основном расчеты носят случайный, несистематический характер это привело к необходимости определения молекулярных диаграмм ряда алкилирующих агентов исходных и полученных ароматических соединений. Использовано несколько современных методов расчета, что позволяет сопоставить полученные данные и подтвердить преимущества или недостатки каждого (исследования проведены совместно с сотрудниками ИОХ АН СССР А. И. Иоффе, В. И. Фаустовым и С. П. Зильбергом). [c.29]

Типичным примером гетеролитической реакции может служить нитрование ароматических соединений, при котором активным агентом является ион нитрония МО ]". В молекулах типа СаНаХ (где Х=СНз, Р, С1, ОН или NH2) замещение происходит в основном в ор-то- и пара-положениях, а в молекуле С ИбНОз — в мета-положении (см. стр. 44). Молекулярные диаграммы анилина и нитробензола показывают, что в молекуле анилина л-электронами обогащены атомы углерода в орто- и пара-положениях, тогда как в нитробензоле самая высокая электронная плотность в кольце сосредоточена в метаположении. Поэтому положительно заряженный ион N0 в одном случае атакует атомы углерода в орто- и пара-положениях, а в другом случае —в мета-положении. [c.43]

В полициклических аренах С—С-связи неравноценны в отличие от бензола, поэтому по определенным связям (с большей электронной плотностью) легче протекают реакции присоединения. Так, в молекуле нафталина связи 1—2, 3—4, 5—6 и 7—8 по сравнению со связями 2—3 и 6—7 имеют больший порядок и меньшую длину. Избирательный характер реакций присоединения в этих случаях связан с тем, что образующиеся соединения с разделенными ароматическими циклами могут иметь более высокую энергию сопряжения, чем исходные полиарены. [c.32]

Методы, основанные на различной способности к комплексообразованию. Неравномерность распределения электронной плотности в молекулах полициклических ароматических соединений делает возможным их донорно-акцепторное взаимодействие с различными комплексообразователями. Различия в стабильности комплексов и условиях их образования позволяют выделить при использовании в качестве комплексообразователей хлоридов сурьмы или алюминия 1-метилнафталин из смеси с 2-метилнафталином, антрацен из смеси с карбазолом и фенантреном, пирен из смеси с флуорантеном. Вещества чистотой до 99% удается получить пои использовании в качестве комплексообразователей пиро-меллилитового диангидрида или нетробензойной кислоты. Достоинства методов — высокая чистота получаемых продуктов и относительно высокая селективность. Недостатками методов являются многостадийность, использование зачастую дорогих комплексообразователей, сложность регенерации комплексооб-раэователей и растворителей. [c.360]

Резонансный эффект не следует смешивать с понижением значения рКа, к которым приводит галогепирование фенола (табл. 2.1), поскольку при этом вновь проявляется отрицательный индуктивный эффект. Тем не менее резонансные эффекты могут быть полезны при изучении других важных соединений, как, например, при сравнении основности циклогексиламина и анилина. Цикло-гексиламин характеризуется значением р/(а, типичным для органического амина (табл. 2.1), а анилин проявляет значительно более кислые свойства. Это происходит потому, что в любой данный момент времени электронная плотность на аминогрунпе анилина гораздо ниже, чем на аминогруппе циклогексиламина. Свободная пара электронов азота анилина сопрял<ена с электронами ароматического цикла путем образования резонансных структур [c.41]

Фуллерены С60 являются аллотропной формой чистого углерода со сферической молекулярной структурой в отличие от полимерных сеток алмаза и графита. В настоящее время известны многочисленные свойства фуллерена С60, многие из которых являются уникальными. Среди практически перспективных путей промышленного применения фуллеренов можно отметить синтез различных водорастворимых соединений С60, обладающих ценными фармакологическими свойствами синтез фуллеренпривитых полимеров, являющихся высококачественными смазочными и антифрикционными материалами. Процессы синтеза данных соединений осуществляют в растворах с использованием различных органических растворителей. Для выбора оптимальных условий синтеза, проводимого в растворах, приводящего к максимальным выходам целевого продукта химической реакции, а также для проведения процессов с максимальной скоростью и минимальными материальными и энергетическими затратами, необходимо знать особенности поведения фуллерена С60 в растворах различных растворителей и взаимодействие его с растворителем. Данные по структуре и фазообразованию фуллерена С60 в растворах отсутствуют. Кроме того, свойство растворимости фуллеренов в органических растворителях широко используют в процессах выделения их из фуллеренсодержащей сажи на стадии синтеза и разделения различных видов фуллеренов. Актуальность исследований свойств растворенного фуллерена С60 имеет также фундаментальный аспект, связанный с необычной структурой данной молекулы, являющейся объемным аналогом ароматических соединений с высокой плотностью я-электронов, находящихся в сферическом пространстве фуллерена. [c.6]

Подробно изучены устойчивые я-комплексы (34) бенз1)ла и его гомологов с тетрацианоэтиленом. Несмотря на наличие двойной углерод-углеродной связи, тетрацианоэтилен — электроноакцепторный агент, в котором я-электронная плотность почти полностью рассредоточена на атомах азота нитрильных групп. Аналогичным электроноакцепторным агентом является и тетрафторэтилен, который также вследствие дефицита электронной плотности на атомах углерода может образовывать я-комплексы с алкенами и ароматическими соединениями. [c.318]

Некоторые ароматические субстраты, имеющие электронб-донорные заместители, способны сами поляризовать молекулы галогенов, и их можно прогалогенировать, проводя реакцию в отсутствие катализаторов в инертных растворителях (бензол, СС14 и др.). У этих ароматических соединений л-электронная плотность бензольного кольца настолько повышена, что, смещаясь в сторону одного из атомов галогена, она сама вызывает поляризацию молекулы галогена с образованием о-комплекса без участия переносчиков галогена [c.374]

Однако и гетероатомы, входящие в состав цикла, оказывают влияние на свойства гетероциклических соединений. В некоторых гетероциклах в отличие от ароматических соединений наблюдается неравномерное распределение я-электронной плотности в молекуле. Например, в пятичленных гетероциклах (в фуране, тиофене и пирроле) плотность смещена от гетероатома в сторону кольца и будет наибольшей в а-положениях. Это приводит к тому, что в этих положениях наиболее легко идет процесс электрофильного замещения (5е) [c.355]

Явление сопряжения существенно изменяет физические и химиче ские свойства гетероциклического соединения. Так, вследствие сопря жения дипольный момент фурана значительно меньше, чем родствен кого ему тетрагидрофурана (2,3 10" Кл м против 5,6 10 Кл-м) В химическом отношении ароматические гетероциклы подобны бензо лу и более склонны к реакциям замещения, а не присоединения Вместе с тем благодаря наличию гетероатомов они имеют некоторую специфику. В частности, вследствие высокой электроотрицательности атомов О, 8, N равномерность распределения электронной плотности в кольце нарупгается, а связи гетероатом — углерод и молекула в целом поляризуются. [c.316]

Высокая плотность п-электронов в молекулах ароматических соединений определяет их основные свойства при взаимодействии с кислотами. Бензол, толуол, ксилолы, мезитилен, нафталин, антрацен и многие другие полиядер-ные ароматические углеводороды растворимы в жидком фтористом водороде, особенно в присутствии комплексооб-разователей иона фтора. Изучая электропроводность и спектры этих растворов, можно найти койстанты равновесия реакций и установить константы основности ароматических углеводородов [c.85]

Если нуклеофильные механизмы богаче представлены в алифатическом ряду, то электро( зильные реакции более характерны для ароматических соединений. Это имеет достаточно серьезные причины ароматические системы легко подают я-электроны, создавая центры с повышенной электронной плотностью, которые и подвергаются атаке со стороны электроноакцепторных групп Н+, Р, Вг" , С1+, N0 ", ЫОа, 30зН+, а также ионов металлов Ы ", Ыа."", XHg и др. Местом электрофильной атаки обычно становится атом, имеющий избыток электронов. В органических соединениях такую роль нередко играет карбанион. Предполагается, что его гибридизация приближается к типу 5/ , т. е. тригональна. Исследование кристаллической структуры трицианометида аммония показало, что карбанион имеет почти плоскую тригональную конфигурацию с валентными углами 120°, причем центральный углеродный атом лишь на 0,13 А выходит из плоскости, в которой лежат три атома азота [c.224]