Anneaux aromatiques

Un anneau qui possède effectivement une boucle d’électrons \pi est dit aromatique. Ainsi, les cycles en 2, 4, 5 et 7 sont aromatiques. Un composé dont la molécule contient un ou plusieurs cycles aromatiques est appelé un composé aromatique. Ainsi, 2, 4, 5 et 7 sont des composés aromatiques. Certaines méthodes chimiques et spectroscopiques peuvent être utilisées pour déterminer expérimentalement si un cycle est aromatique ou non. Tous les cycles aromatiques partagent deux caractéristiques structurelles :

1. L’anneau est planaire.
2. L’anneau obéit à la règle de Hückel, qui stipule que le nombre d’électrons dans la boucle de \pi électrons est égal à 4n + 2, où n est zéro ou un nombre entier positif.

Comme il ressort des exemples ci-dessus, déterminer si un anneau obéit ou non à la règle de Hückel en utilisant le diagramme de Lewis est simple. Cependant, déterminer si un anneau est planaire ou non nécessite la prise en compte attentive de nombreux facteurs. Un exemple concret est l’annulène (10).

Si l’anneau en 10, qui obéit à la règle de Hückel, était plan, les atomes d’hydrogène sur C-2 et C-7, qui sont à l’intérieur de l’anneau, devraient occuper le même espace, ce qui serait physiquement impossible. Pour accueillir les atomes d’hydrogène en C-2 et C-7 à l’intérieur du cycle, ce dernier est obligé de s’écarter de la planéité. Ainsi, le 10 n’est pas aromatique. Si l’annulène devait prendre une configuration dans laquelle toutes les doubles liaisons étaient des doubles liaisons cis (11), l’anneau serait plan et, par conséquent, serait aromatique.

Expérimentalement, cependant, l’annulène existe exclusivement sous forme de 10, ce qui indique que la stabilité gagnée par la présence d’une boucle d’électrons \pi en 11 est compensée par une contrainte angulaire considérable.