Сравнение структуры карбо-бензенов с бензолом

По просьбе нашего читателя постараемся описанную тему от 16:13 | 07.11.2018 раскрыть ещё глубже, сегодня рассмотрим Сравнение структуры карбо-бензенов с бензолом. Не будем разливать воду, а преступим рассмотрению этого вопроса.

Основное положение

Эти наблюдения могут быть сравнены со случаем бензола, в котором длины $C-C$ связей имеют промежуточное значение между простыми и двойными связями. Длина «стороны» составляет около 3,98 $E$, что почти втрое большее значение для бензола (3 х 1.40 = 4.20 $E$). Углы при вершинах имеют значение между 116$^\circ$ и 121$^\circ$, наблюдается незначительное отклонение 18 атомов углерода макроцикла от средней плоскости цикла. Стоит отметить, что фенильные заместители находятся не в одной плоскости с макроциклом карбо-бензола. Это отклонение связано с отталкиванием Ван дер Ваальса между двумя соседними оршо-фенильными протонами.

Значительное количество теоретических исследований карбо-бензола было проведена К. Лепети. Структура карбо-бензола $C_{18}H_6$ была оптимизирована в расчете $DFT$, и полученная $D6h$ геометрия, которая подтверждает выравнивания длин связей $Csp-Csp$ (1.239 $E$) и $Csp-Csp2$ ($1.369 E$) (рис . 7).

Рисунок 7. Геометрия оптимизованого карбо-бензола

То есть, цикл карбо-бензола можно описать двумя эквивалентными резонансными структурами Кекуле (рис. 8).

Рисунок 8. Резонансные структуры ядра карбо-бензола

Энергии резонанса ($RE$) и ароматической стабилизации ($ASE$) карбо-бензола были рассчитаны на уровне $DFT$ и показали, что энергетически карбо-бензол втрое менее ароматический, чем бензол.

При обсуждении строения бензола ранее уже было отмечено, что во второй половине XIX в. помимо формулы Кекуле для него было предложено несколько других альтернативных структурных формул, важнейшими из которых являются формулы Дьюара, Ладенбурга и Хюккеля:

Рисунок 1.

На протяжении почти ста лет эти структурные формулы рассматривались исключительно как плод изощренного и богатого воображения химиков-органиков, не способные к реальному существованию в качестве валентных изомеров бензола. Однако в период 1963-1973 гг. все они были получены благодаря блестящим работам Ван-Тамелена, Вильцбаха, Катца и других исследователей.

Заключение

Конечно можно много говорить по теме Сравнение структуры карбо-бензенов с бензолом, но основную суть мы изложили по этому вопросу. Если вам нужно дополнительная консультация, пожалуйста пишите ваши сообщения нам на почту. Все поступившие вопросы рассматриваются и не остаются без ответа.