250 likes | 645 Views
Теоретические основы органической химии Основные типы карбокатионов. Строение и c войства. Лекция 22 (электронно-лекционный курс) Проф. Бородкин Г.И. Карбокатионы, строение и свойства. Изучение начато с ~ 1900 г. Ph 3 CCl в C 6 H 6 и CHCl 3 – бесцветные растворы,
E N D
Теоретические основы органической химии Основные типы карбокатионов. Строение и cвойства. Лекция 22 (электронно-лекционный курс) Проф. Бородкин Г.И.
Карбокатионы, строение и свойства Изучение начато с ~1900 г. Ph3CClв C6H6и CHCl3 – бесцветные растворы, не проводит электрический ток. Растворы в SO2, MeNO2 – ярко желтые, проводят ток. желтый желтая кристаллическая соль
Интенсивное изучение свойств карбокатионов начато с 1960 г. с применением ЯМР и сверхкислот Но HF -10.1 (100% H2SO4) -12 H2SO4 – SO3 -13.6 HSO3F -13.9 HSO3F-SbF5(1:1) -17.5 HF-SbF5(9:1) -20 HF-SbF5 (1:1) <-20 сверхкислоты
fB Ho = - lg aH+ fBH+ BH+ B + H+ aH+ aB Ka = aBH+ aH+fBcB pKa = -lg(aH+ aB)/aBH+ = -lg fBH+ cBH+ cB PKa = Ho - lg cBH+
Основание ионизировано на 50% при Ho = PKa В HFоснование «запротоноровано» на 50 %
Способы генерирования карбокатионов в растворах 1. 2. 3.
Основные типы карбокатионов 1. Алкилкарбониевые ионы (G.A. Olah, 1963 г.)
JCH = 169 гц sp2гибридизация
Первичные алкилкарбокатионы в растворе не генерированы планарен + 0.007 А
Енильные карбокатионы вращение затруднено
Аренониевые ионы C. MacLean. E.L. Mackor (1958 г.) ЯМР 13С
Аналоги электрофильного ароматического замещения
E.L. Mackor et al. (1958 г.) ArH + 2HF ArH2+ + HF2- 1 KB = pKa = lgKB = -pKB KA Расчет pKB бензол9.2 толуол 6.3 мезитилен 0.4 пентаметилбензол -0.1 гексаметилбензол -1.4 pKB = 9.2 – 2x2.9 – 2x0.6 = 2.2 Эксперимент 1.9 pKB = 9.2 – 2.9Zo,p -0.6 Zm
Затрудненное вращение группы СН2 PhCH2+ не генерирован
Ароматические карбокатионы Ранее мы уже рассматривали свойства ряда карбокатионов:
циклононатетраенильный катион топологтя Хюккеля топология Мёбиуса ароматичен B3LYP/6-311G* (Angew. Chem. Int. 2004, 4396)
Винильные катионы СR2=CR+ часто постулировали Возможные структуры: цис- транс- sp2 sp
T.S. Abram, W.E. Watts 1974 г.
Aрильные карбокатионы Изодесмический процесс (ab initio): S+I o>m>p +M p>o>m T+M > +I p~o>m
MP2/aug-CC-pVTZ По ИКС есть взаимодействие с Ar Ang. Chem Int. 2010, 10145
По ИКС: основное состояние - триплетное H. A. Galu and J. Omens (Голландия) Ang. Chem. Int., 2011, 7004