¿Por qué los arenos con anillos bencénicos unidos están dibujados como están?

Question

Mientras que se nos enseña a representar el benceno como abajo (A) debido a sus electrones deslocalizados, sin embargo, cuando dos anillos de benceno comparten carbonos (por ejemplo, naftaleno) parece ser más comúnmente representado en los libros de texto como dos anillos conjugados (B). Aunque soy consciente de que el resultado es el mismo, ¿cuál es la ventaja de dibujarlos así en lugar de (C)? ¿Se trata simplemente de una cuestión de claridad?

A:

B:

C:

Mientras los dibujaba en Marvin me preguntaba si era porque no se muestra la deslocalización entre los carbonos compartidos. Es decir, ¿parece que los electrones están deslocalizados a través de ambos anillos por separado en lugar de como un gran anillo?

Answer 1

Preguntas sobre por qué representamos las cosas de un modo u otro son difíciles de responder en general, porque apelan al sentido del gusto de gustibus non est disputandum . Aquí quiero exponer la posición y el razonamiento de la IUPAC al respecto. La publicación pertinente al respecto son las Recomendaciones de la IUPAC de 2008, tituladas Normas de representación gráfica para diagramas de estructura química (Recomendaciones de la IUPAC 2008) [1].

La sección GR-6 del informe trata de los "Anillos aromáticos y otros tipos de deslocalización de electrones". Cito parte de ella (el subrayado es mío):

GR-6.5 Las curvas sólo deben utilizarse cuando se representa la deslocalización

Las curvas representan la deslocalización, aunque muchas estructuras tienen algunos elementos deslocalizados. Aunque todos esos elementos podrían representarse con curvas, no se ganaría mucho con ello. Por el contrario, la el uso arbitrario de curvas puede desviar la atención del espectador hacia partes insignificantes de un diagrama estructural y lejos de las zonas químicamente más importantes, como un sitio activo o un grupo reactivo. En consecuencia, sólo deben utilizarse cuando la deslocalización se destaque específicamente como una característica importante de la estructura. .

Cuando no se utilicen curvas, cualquier configuración alternante de dobles enlaces es aceptable dentro de las limitaciones adicionales tratadas en GR-3.5.

El texto va más allá y señala:

Es generalmente no es aceptable utilizar curvas en dos anillos fusionados adyacentes ya que tales diagramas son, en el mejor de los casos, ambiguos en cuanto al carácter del enlace de fusión compartido entre los dos anillos.

---

1. Normas de representación gráfica para diagramas de estructura química (Recomendaciones de la IUPAC 2008) 2008 DOI: 10.1351/pac200880020277

PD: hmm, el responsable del informe de la IUPAC trabaja en CambridgeSoft

Answer 2

Ambas formas de dibujar el benceno deberían significar lo mismo para usted. Utiliza una u otra en función de lo que quieras expresar.

La estructura Kekulé, B es más útil cuando se está interesado en un mecanismo de reacción, o para visualizar el enlace una vez que se ha eliminado la aromaticidad. Aquí hay una forma intermedia de dibujarlo, que es estéticamente más agradable (para mí):

Les A y C se denominan estructuras Clar, pero aparecieron por primera vez en la referencia 1. En realidad, C no tiene sentido. Un círculo representa un sexteto de $\pi$ electrones, como los del benceno. El naftaleno sólo tiene 10 electrones deslocalizados. Al fin y al cabo, es aromático y, por tanto, posee 4n+2 $\pi$ electrones.

Estas son las normas para dibujar estructuras Clar:

1. Nunca inscriba círculos en anillos bencenoides adyacentes.

2. Al ignorar los anillos con círculos, todos los anillos bencenoides restantes deben tener una estructura Kekulé, es decir, deben tener uno o dos dobles dobles, como en 1; un anillo puede estar "vacío", como en 2, pero no debe tener electrones no apareados. electrones no apareados.

3. Sujeto a las restricciones anteriores, una estructura Clar debe tener el máximo número de anillos bencenoides con círculos inscritos. Cuando una opción disponible dentro de una cadena lineal de anillos bencenoides, el círculo puede ocupar cualquiera de los anillos disponibles, y esto se puede indicado mediante una flecha.

Lea la referencia 2 para obtener más información sobre las estructuras Clar y su uso en teoría.

---

1. J.W.Armit y R.Robinson, Tipos aromáticos heterocíclicos polinucleares. II . J. Chem. Soc. (1925):1604-1610.

2. Alexandru T. Balaban (2004): Fórmulas Clar: Cómo dibujar y cómo no dibujar fórmulas de hidrocarburos aromáticos policíclicos Compuestos aromáticos policíclicos, 24:2, 83-89

Answer 3

(Demasiado largo para un comentario.)

Dibujándolo como en el diagrama B, aunque perdemos la información de que los electrones están en realidad deslocalizados, facilita la contabilidad electrónica cuando empezamos a "empujar electrones" (es decir, al ilustrar el mecanismo de una reacción).

La cuestión es que para representar la deslocalización de electrones en las estructuras de Lewis se necesitan muletas como las estructuras de resonancia o ese asunto del círculo/arco circular. Al menos puedes decir que hay un par de electrones en un enlace simple. ¿Cuántos electrones hay en el círculo?

Si no te ocupas mucho de la ilustración de mecanismos de reacción, supongo que el primer y el tercer dibujo están bien. Lo que quiero decir es que esos círculos no se llevan bien con las flechas.