5.7: ترکیبات معطر چند حلقه ای
- Page ID
- 216930
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} \)
\( \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} \)
\( \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\(\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}\)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)قانون Hückel به شدت فقط به ترکیبات مونوسیکلیک قابل اجرا است، اما مفهوم کلی آروماتیک را می توان گسترش داد تا شامل ترکیبات معطر چند حلقه ای باشد. نفتالین، با دو حلقه بنزن مانند با هم ترکیب شده است. آنتراسن، با سه حلقه؛ بنزو [a] پیرن، با پنج حلقه؛ و coronene، با شش حلقه، همه هیدروکربن های آروماتیک شناخته شده هستند. بنزو (a) پیرن بسیار جالب است زیرا یکی از مواد سرطان زا است که در دود تنباکو یافت می شود.
تمام هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای را می توان با تعدادی از اشکال مختلف رزونانس نشان داد. به عنوان مثال، نفتالین دارای سه است.
نفتالین و دیگر هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای بسیاری از خواص شیمیایی مرتبط با آروماتیسیته را نشان می دهند. بنابراین، اندازه گیری گرمای هیدروژناسیون آن، انرژی تثبیت آروماتیک حدود 250 کیلوژول بر مول (60 کیلوکالری در مول) را نشان می دهد. علاوه بر این، نفتالین به آرامی با الکتروفیل ها مانند Br 2 واکنش می دهد تا محصولات جایگزینی را به جای محصولات اضافی دو باند ارائه دهد.
آروماتیک نفتالین با تصویر مداری در شکل توضیح داده شده است. \(\PageIndex{1}\) نفتالین دارای یک سیستم \(\pi\) الکترونی حلقوی و مزدوج است که اوربیتال p هم در امتداد حاشیه ده کربنی مولکول و هم در سراسر پیوند مرکزی همپوشانی دارد. از آنجا که ده \(\pi\) الکترون یک عدد Hückel است، در نفتالین دگردیسی \(\pi\) الکترون و آروماتیسیته متعاقب آن وجود دارد.
همانطور که آنالوگهای هتروسیکلیک بنزن وجود دارد، بسیاری از آنالوگهای هتروسیکلیک نفتالین نیز وجود دارد. از جمله رایج ترین آنها کینولین، ایزوکینولین، ایندول و پورین هستند. کینولین، ایزوکینولین و پورین همه حاوی نیتروژن های پیریدین مانند هستند که بخشی از یک پیوند دوگانه هستند و یک الکترون را به سیستم معطر کمک می کنند. \(\pi\) ایندول و پورین هر دو حاوی نیتروژن های پیرول مانند هستند که دو الکترون را تشکیل می دهند. \(\pi\)
در میان بسیاری از مولکول های بیولوژیکی که حاوی حلقه های معطر چند حلقه ای هستند، تریپتوفان اسید آمینه حاوی یک حلقه ایندول است و داروی ضد مالاریا کینین حاوی یک حلقه کینولین است. آدنین و گوانین، دو تا از پنج باز آمین هتروسیکلیک موجود در اسیدهای نوکلئیک، دارای حلقه هایی بر اساس پورین هستند.
آزولن، یک هیدروکربن آبی زیبا، ایزومر نفتالین است. آیا آزولن معطر است؟ علاوه بر آنچه نشان داده شده، شکل رزونانس دوم آزولن را ترسیم کنید.
- پاسخ
-
بله، معطر است.
هر یک از چهار اتم نیتروژن موجود در پورین چند الکترون به سیستم π معطر کمک می کند؟
- پاسخ
-
سه نیتروژن در پیوندهای دوگانه هر یک به یک کمک می کنند. نیتروژن باقی مانده دو را تشکیل می دهد.