Строение фенильного катиона, образуемого при расщеплении диазониевой соли

По просьбе нашего читателя постараемся описанную тему от 16:13 | 07.11.2018 раскрыть ещё глубже, сегодня рассмотрим Строение фенильного катиона, образуемого при расщеплении диазониевой соли. Не будем разливать воду, а преступим рассмотрению этого вопроса.

Основное положение

Диазониевые соли склонны вступать в реакции нуклеофильного замещения по $S_N1$ механизму с образованием промежуточного фенил-атиона.

Если считать, что в катионах ${C_6H_5}^+$, образованных при разложении диазониевой соли, система ароматического секстета не нарушается, то в таких катионах пустые орбитали будут иметь $sp^2$- гибридизацию и небудут выдаваться из плоскости системы бензольного кольца, то есть они будут ортогональны секстету электронов ароматической системы (формула XIII):

Рисунок 2.

При таком электронном строении $\pi$-электронные системы не принимают участия в процессе стабилизации арил-катиона. Кроме этого, наличие таких $sp^2$-гибридных вакантных орбиталей делает их менее стабильными по сравнению с катионами алкилов, в которых пустыми являются негибридные $p$-орбитали. Значит фенильные катионы должны быть менее стабильными, чем алкильные катионы.

Однако возможно, что строение фенильных катионов несколько иное, чем изображенное на формуле (XIII). Спектры ЭПР, которые были полученны для растворов, содержащих арильные катионы, указывают на то, что такие катионы обладают неспаренными электронами. Исходя из этого можно предположить, что такие катионы имеют иную структуру - и являются бирадикалами:

Рисунок 3.

В такой бирадикальной структуре ароматический секстет нарушается, и это повышает общую энергию катиона, но при этом же один из электронов переходит с $p$- орбитали на $sp^2$- атомную орбиталь атома углерода, что наоборот энергию катиона понижает. Возможно, что при переходах от структуры (XIII) к структуре (XIV) выигрыш энергии все же есть, но, вероятно, этот выигрыш энергии крайне невелик.

Все это делает весьма проблематичным само существование фенил-катионов в качестве реальных дискретных частиц, так же как и методы генерации частиц такого рода.

Заключение

Конечно можно много говорить по теме Строение фенильного катиона, образуемого при расщеплении диазониевой соли, 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.