環状炭化水素の酸性度

質問

とある資格試験の問題で、
「１，３シクロペンタジエンと１，３，５シクロヘプタトリエンと、どちらが酸性が強いか。理由とともに示せ。」という問題があるのですが、わかる方教えてください。尚、ヒントには芳香族性を考慮する。と書いてありましたが、解答はありません。よろしく御願いいたします。

回答No.3

rei00 · ベストアンサー

rei00 です。

> これにより、１，３シクロペンタジエンからできるアニオン
> （シクロペンタジエニル・アニオン）は６πになるので
> 芳香族性を示すが、１，３，５シクロヘプタトリエンから
> できるアニオン（シクロヘプタトリエニル・アニオン）は、
> ８πになるので芳香族性を示さない。従って、シクロペンタ
> ジエニル・アニオンの方が安定になるので、こちらのほうが
> 酸性が強いと言うことですね。

　そう言う事です。で，同じ理由から「１，３，５シクロヘプタトリエン」はカチオンになり易いです。先の参考 URL に書かれていますので，解りますよね。

お礼

わかりました。ありがとうございました。

回答No.2

rei00

rei00 です。

　補足拝見しましたが，芳香族性を示すかどうかの判断の仕方（芳香族性を示すのに必要な条件）が解ってられないように思います。下記サイトに説明がありますので御覧下さい。

　◎ Chapter 11 : Arenes and Aromaticity　（↓１番目）

　「Aromaticity」の「What is it ?」，「Criteria」，「Other hydrocarbon systems」を。

　◎ おもしろ有機化学ワールド　（↓２番目）

　「基礎有機化学講座」の「７．構造４　ベンゼン、芳香族性、ヒュッケル則、アヌレン、アズレン」を。

　これらを御覧になれば解るかと思いますが，１，３シクロペンタジエンからできるアニオン（シクロペンタジエニル・アニオン）は芳香族性を示しますが，１，３，５シクロヘプタトリエンからできるアニオン（シクロヘプタトリエニル・アニオン）は芳香族性を示しません。

　結果，酸性が強いのは「１，３シクロペンタジエン」です。

参考URL：

http://www.chem.ucalgary.ca/courses/351/Carey/Ch11/ch11-0.html, http://www.geocities.co.jp/Technopolis/2515/

お礼

上記のサイトにより、
＞環状につながった全体のπ電子数が4N+2になる場合は、環の形に無関係にすべて芳香族性を示し、系は安定化する。

なるほど、これにより、１，３シクロペンタジエンからできるアニオン（シクロペンタジエニル・アニオン）は６πになるので芳香族性を示すが、１，３，５シクロヘプタトリエンからできるアニオン（シクロヘプタトリエニル・アニオン）は、８πになるので芳香族性を示さない。従って、シクロペンタジエニル・アニオンの方が安定になるので、こちらのほうが酸性が強いと言うことですね。

回答No.1

rei00

> ヒントには芳香族性を考慮する。と書いてありました

　このヒントの意味はお解りでしょうか？　これが全てでしょう。

　酸性を比べるわけですから，「どちらが H+ 出し易いか？」と「H+ を出した後にできるアニオンはどちらが安定か？」を考えて下さい。

　今の場合，H+ の出しやすさはどちらも変わらないでしょう。つまり，問題になるのは H+ を出した後のアニオンの安定性です。ここで，お書きの芳香族性が関係します。

　芳香族性を示すアニオンはできますか？
　できるなら，ドッチのアニオン？

　必要なら，あなたの考えを補足下さい。

補足

＞どちらが H+ 出し易いか？

というのは電子吸引基等がないのでどちらも電子のだしやすさは同じであるのはわかります。
　従って、僕は酸性の強度は同じであると思ったのですが、問題は「どちらが強いか？」となっております。
　でも、この芳香族性とアニオンの安定性との関係が良くわかりません。

　自分なりに検討してみると、共役二重結合が多いほうが電子が広い範囲に非局在化するので、共役２重結合が多いほうが安定になる。従って、１，３，５シクロヘプタトリエンの方が酸性が強いと言うことでしょうか？
　でもこの説明の場合、環状でなくてもよく、鎖状でも成り立つので「芳香族性」とはいえないのではないかと思っております。従って、多分、この解答は間違っていると思うのですが。ご教示下さい。