SolucionesCompuestos Heteroaromáticos
1. Basicidad del imidazol
¿Por qué el imidazol es casi 100 veces más básico que la piridina?
Cuanto más estable sea el catión que se forma al protonar la base, más desplazado estará el equilibrio hacia la derecha, más hidróxido se producirá y más fuerte será la base.
La carga positiva del ácido conjugado de la piridina, el catión piridinio, se puede deslocalizar por el anillo, como indican las formas resonantes.
En el caso del imidazol el número de formas resonantes es menor, pero hay dos que son completamente equivalentes: la carga positiva se reparte por igual entre los dos nitrógenos.
La equivalencia de formas resonantes es señal de una estabilidad excepcional de la especie en resonancia. Por eso el catión imidazolio es más estable que el piridinio y el imidazol, más básico que la piridina. La acidez de los ácidos carboxílicos se explica igual: sus bases conjugadas, los aniones carboxilato, se describen mediante dos formas resonantes equivalentes.
2. SEAr en heterociclos
Predice el resultado de las reacciones siguientes:
- El furano, más reactivo que el benceno, se nitra en condiciones suaves (nitrato de acetilo, formado a partir de HNO3 y Ac2O) en la posición 2.
- En pirrol, furano y tiofeno el ataque en la posición 2 da un intermedio con tres formas resonantes y en la 3, solo dos: la posición 2 es la preferida.
- La piridina reacciona con dificultad, y en la posición 3: el ataque en 2 o en 4 sitúa la carga positiva sobre el nitrógeno (formas en rojo), muy desfavorable.
- La 4-fenilpiridina se nitra en el anillo de benceno, más rico en electrones, en posición para.
- El 3-fenilpirrol se alquila en el pirrol, mucho más reactivo que el benceno, en la posición 2.
3. ¿Qué anillo reacciona?
Ordena de mayor a menor reactividad frente a la SEAr: benceno, piridina, pirrol y tiofeno.
Pirrol > tiofeno > benceno > piridina. El pirrol y el tiofeno ceden densidad electrónica al anillo con el par del heteroátomo (el nitrógeno lo hace mejor que el azufre); la piridina, con un nitrógeno electronegativo que no aporta su par, es más pobre en electrones que el benceno.