Perché il borolo non è considerato aromatico

Question

Mi sono imbattuto in un problema che affermava che il borolo non è aromatico. Pensavo che il borolo fosse simile al pirrolo, quindi dovrebbe essere aromatico, ma non è così. Posso sapere perché non è aromatico?
Mi chiedevo anche se sostituiamo l'azoto nella piridina con il boro, quindi il composto rimarrà aromatico?

Answer 1

Un modo molto semplice per farlo sarebbe disegnare un diagramma che mostra gli orbitali p che vanno sopra e sotto l'aereo.

Per Borole, gli orbitali di legame sarebbero come mostrato di seguito (tratto dalla pagina di wikipedia su Borole ):

Orbitali di legame naturale di Borole. Struttura ottimizzata utilizzando ORCA BP86-D3BJ e set di base def2-TZVPP. Le occupazioni calcolate degli obitale che vanno da sinistra a destra sono$0.13$, $1.9$ e $1.9$rispettivamente .

[enfasi mia]

Il punto da prendere qui è la frase in grassetto, l'occupazione nell'orbitale p vuoto del boro [diagramma più a sinistra e primo valore fornito] è piccola rispetto agli altri due orbitali di legame π. Ciò significa che non esiste una delocalizzazione completa nel borolo. Solo i doppi legami sono in coniugazione.

Una ragione di ciò è che l'orbitale del boro è un orbitale p vuoto e quindi il numero totale di elettroni che possono potenzialmente delocalizzarsi è$4$ e quindi non della forma $4n+2$. Semmai, il composto diventerebbe "anti-aromatico" se la coniugazione avvenisse e in modo che non avvenga la delocalizzazione.

Ora, sulla tua seconda domanda, la coppia solitaria di azoto nella piridina non contribuisce all'aromaticità poiché la coppia solitaria è fuori dal piano dell'anello. Quindi l'aggiunta di boro non dovrebbe influire sull'aromaticità.

Answer 2

Semplicemente per i principianti in chimica organica, questa spiegazione dell'aromaticità è abbastanza buona:

Un composto aromatico (o arilico) contiene un insieme di atomi legati in modo covalente con caratteristiche specifiche:

1. Un coniugato delocalizzato $\pi$ sistema, più comunemente una disposizione di legami singoli e doppi alternati.
2. Struttura complanare, con tutti gli atomi che contribuiscono sullo stesso piano.
3. Atomi contribuenti disposti in uno o più anelli.
4. Un numero di $\pi$ elettroni delocalizzati che è pari, ma non multiplo di $4$. Questo è,$4n + 2$ $\pi$-elettroni, dove $n = 0, 1, 2, 3,$e così via. Questo è noto come la regola di Hückel.

Quindi, borolo ($\ce{C4H5B}$), che ha imitato l'anello pirrolico segue le prime tre regole ma la quarta. È un pianificatore con atomi che contribuiscono disposti in un unico anello sullo stesso piano. Ha un coniugato$\pi$-sistema con consecutivi $\mathrm{p}$-orbitali lungo l'anello, ma uno di loro è vuoto (ancora valido per contare per aromaticità; ad esempio, ione tropilio, $\ce{C7H7+}$). Tuttavia, Borole ha mancato la regola più importante: la regola di Hückel. Non contiene$4n + 2$ $\pi$-elettroni, quindi non aromatici.