こんにちは！化学について質問です。 窒素原子は電子吸引性があり、これにより環はπ電子不足になるという

こんにちは！化学について質問です。

窒素原子は電子吸引性があり、これにより環はπ電子不足になるということはわかるんですが、それならイミダゾールはなぜπ電子不足系芳香族とはならないのですか？

よろしくお願いします。

質問者からの補足コメント

• 窒素原子に水素原子がつくとπ電子過剰になるのはなぜですか？

    補足日時：2018/06/12 17:05

No.1 回答者： doc_somday 回答日時： 2018/06/12 16:55

すべての含窒素芳香族がπ電子不足ではありません。

ピリジンは電子不足ですが、ピロールは電子豊富です。つまり窒素化合物の多くで非共有電子対となる二つの電子がπ共役に加わる化合物は充分な電子密度を持つのです。

No.2 回答者： doc_somday 回答日時： 2018/06/12 18:35

＞水素原子がつくとπ電子過剰になる

別に水素に限りません、メチル基でもいや何でも良いのです。つまり窒素がsp2＋p混成でp軌道(π軌道)に二電子が入り、sp2の三つの軌道が環と外の置換基方向に向いている、ということです。

No.3 ベストアンサー 回答者： NiPdPt 回答日時： 2018/06/13 10:08

そもそも、Nが電子求引性といってもそれは誘起効果のみを考えた場合であり、多くの場合、それ以外の効果も考慮する必要があります。

＞これにより環はπ電子不足になるということはわかるんですが、
不思議なことに、「〜はわかるのですが」と書く質問者は、しばしば、「〜」についてわかっていません。あなたもそのようです。その部分を誤解しているからイミダゾールのこともわからないのです。
そもそも、イミダゾールは芳香族化合物に分類されます。芳香族化合物であれば、通常、ヒュッケル則が成り立ちますので、イミダゾールのπ電子の数は６個である必要があります。炭素が提供できるπ電子は各１個の合計４個なので、Nは２個のπ電子を提供することになります。ベンゼンとかであれば６個のp軌道に６個のπ電子をもちますが、イミダゾールであれば５個のp軌道に６個のπ電子をもつことになるので、単純計算で電子密度は1.2倍になります。一般論として、窒素による誘起効果などさほど大きくありません。sp2炭素などに結合している窒素であれば、誘起効果よりも共鳴効果の方がはるかに重要です。たとえば、アニリンやアセトアニリドはベンゼンよりも求電子置換を起こしやすいです。これは誘起効果では説明できません。

＞窒素原子に水素原子がつくとπ電子過剰になるのはなぜですか？
水素がつくことなど関係ありません。イミダゾールの場合であれば、それが芳香族性をもつことが最重要です。