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¿Por qué el par solitario no puede alinearse con el grupo fenil en 2, 6-Xilidina?

Me han dicho que para esta molécula, el grupo amino no se alinean de tal manera que su p-orbital es paralelo con respecto a la p-orbitales de los átomos de carbono en el anillo.

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He mirado por los papeles y nadie en realidad ha demostrado a mí ¿por qué debería creer que dos grupos metilo están lo suficientemente grande como para interferir con el grupo amino. He llegado a través de varias declaraciones sobre esta molécula, pero no la prueba. Por ejemplo, aquí está un artículo de Wiki sobre el impedimento estérico y la resonancia.

Estérico de la inhibición de la resonancia está presente sólo en los anillos de benceno. La presencia de cualquier grupo en la posición orto del ácido benzoico,lanza el grupo de ácido carboxílico fuera del plano, así que es mesoméricas conexión w estaño anillo de benceno se desvanece así orto sustituidos ácido benzoico son ácidos más fuertes que el meta y el párrafo sustituido ácidos benzoico.

Pero hay no hay citas para atrás nada de eso.

Lo más cercano que he encontrado es:

Los efectos estéricos de orto grupos metilo son el fortalecimiento de la base. Esto no es debido a una inhibición estérica de resonancia desde la conformación permanece plana en la mayoría de los derivados. Dos orto grupos metilo son necesarios para distorsionar la planitud; su efecto estérico es más que duplicado en comparación con un grupo metilo.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/poc.642/abstract

Pero tenga en cuenta de nuevo - no hay realmente ninguna demostración - sólo una declaración.

Se supone que tengo que hacer algo de la geometría Euclidiana y el uso de los radios de van der Waals y la trigonometría o algo?

17voto

maccullt Puntos 1555

No hay ninguna prueba para esta declaración, ya que es más probable es incorrecto 2,6-xylidene. Esto se basa en una estructura electrónica teoría de la aproximación. Sin embargo, hay no despreciable de interacciones estéricas, que afectan la basicidad como se ha demostrado en Orto-efecto en aromáticos sustituidos los ácidos y las bases.

Cada vez que una distancia entre dos átomos se convierte en (significativamente) más corta que la suma de sus respectivos van der Waals radios, esto tiene que ser considerado. Debido a que la tensión en el xylidene moléculas, este es el caso.

Como una estimación muy aproximada usted puede utilizar el lápiz y lápiz de enfoque con los valores tabulados de van der Waals de los radios (alemán - mucho mejor en general) y los radios covalentes. Otro enfoque es la construcción de la molécula con un modelado molecular de ajuste (Molekülbaukasten - wikipedia en alemán), rotar y mover los bonos, a ver si hay alguna cerca de contactos. También hay algún software gratuito que le permite construir las moléculas y comprobar que, por lo general, vienen equipados con un conjunto de longitudes de enlace y ángulos. Siempre es un buen enfoque para visualizar una molécula.
Si usted tiene acceso a la química cuántica herramientas que se pueden realizar cálculos, pero esto es generalmente demasiado de un esfuerzo. Para este propósito educativo corrí algunos cálculos rápidos, aunque.

En la siguiente tabla se compone de los valores de la wikipedia en alemán páginas (valores en Å): \begin{array}{rrr}\hline & \text{van der Waals} & \text{covalent}\\\hline \ce{H} & 1.10 & 0.32 \\ \ce{C} & 1.70 & 0.77 \\ \ce{N} & 1.55 & 0.71 \\\hline \sum\ce{H-H} & 2.20 & 0.64 \\ \sum\ce{C-H} & 2.80 & 1.09 \\ \sum\ce{N-H} & 2.65 & 1.03 \\ \sum\ce{C-N} & 3.20 & 1.48 \\ \sum\ce{C-C} & 3.40 & 1.54 \\\hline \end{array}

Ahora podemos echar un vistazo a la optimizada (DF-BP86/def2-TZVPP) la geometría de la molécula. (Por supuesto, la pluma y el papel enfoque resultará en una diferente de la geometría.)
molecular geometry
Aquí usted puede ver que el $\ce{H\cdots{}H}$ distancia está muy cerca de la suma de los de van der Waals de los radios. El $\ce{C\cdots{}H}$ distancia con cerca de $2.5~\mathrm{Å}$ e las $\ce{C\cdots{}N}$ distancia con cerca de $2.9~\mathrm{Å}$ ya son más cortas que la suma de sus f de van der Waals de los radios. Mientras que estas interacciones no son fuertes, el efecto en el comportamiento de esta molécula en solución (y en fase gas). Es muy importante entender, que estos son sólo valores de instantánea. En realidad, la molécula es muy flexible y bonos va a rotar y vibrar. Las interacciones estéricas son, básicamente, electrónicos y de interacciones dispersivas en disfraz - tienen más probabilidades de influir en el comportamiento cinético de una molécula.

La mejor evidencia de esto es el estado de transición de la rotación de la amina al resto. Aquí se puede ver claramente la vinculación de la interacción entre el nitrógeno y el vecino de hidrógeno (ver post vinculado), que es evidentemente influyen en la basicidad de esta molécula. molecular geometry
Este estado es sólo acerca de la $7~\mathrm{kcal/mol}$ más alto en energía, lo que significa que es fácilmente accesible a temperatura ambiente. Esto significa que hay muchos diferentes conformaciones presente, no es verdadera. Esto afecta a la reactividad de una molécula (en este caso bajar de basicidad).

En conclusión, su corazonada era correcta. Sin embargo, hay más efectos en el juego y toda la imagen es a menudo no es fácil de ver. Se trata generalmente de un caso por caso, la decisión o la interpretación de lo fuerte que efectos afectan a las reacciones y las moléculas (propiedades y barreras). Cuando los sustituyentes se hacen más grandes el más dominante de los efectos estéricos, evidentemente.

Espero que esto responda a tu pregunta lo suficiente.

4voto

MattH Puntos 746

Un simple espacio de llenado modelo muestra la plausibilidad de que el efecto estérico de la interacción entre los grupos metilo y el amino de átomos de hidrógeno.

Este punto de vista es un no-optimizado que llena el espacio de la imagen de la molécula generada por Chemdoodle:

amino xylene space-filling picture

Incluso esta cruda imagen muestra la plausibilidad de significativo de la interacción espacial entre la mano izquierda grupo metilo y los aminoácidos de los átomos de hidrógeno. Este es probablemente suficiente para restringir la orientación del grupo amino, dando el efecto de que usted consulta.

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