En química orgánica , el ion tropilio o catión cicloheptatrienilo es una especie aromática con una fórmula de [C 7 H 7 ] + . [4] Su nombre deriva de la molécula tropina de la cual el cicloheptatrieno (tropilideno) se sintetizó por primera vez en 1881. Las sales del catión tropylium pueden ser estables, incluso con nucleófilos de fuerza moderada, por ejemplo, tetrafluoroborato de tropylium y bromuro de tropylium ( ver más abajo ). Sus sales de bromuro y cloruro [5] pueden obtenerse a partir de cicloheptatrieno y bromo opentacloruro de fósforo , respectivamente. [6]
Es un ion cíclico, planar, heptagonal regular . Tiene 6 electrones π (4 n + 2, donde n = 1), lo que cumple la regla de aromaticidad de Hückel . Puede coordinarse como ligando a átomos metálicos . La estructura que se muestra es un compuesto de siete contribuyentes de resonancia en los que cada átomo de carbono lleva parte de la carga positiva.
En 1891 G. Merling obtuvo un compuesto que contiene bromo soluble en agua a partir de la reacción de cicloheptatrieno y bromo . [7] A diferencia de la mayoría de los bromuros de hidrocarbilo, este compuesto, posteriormente denominado bromuro de tropilio, es soluble en agua pero insoluble en muchos disolventes orgánicos. Se purifica por cristalización en etanol caliente. La reacción con nitrato de plata acuoso dio inmediatamente bromuro de plata, lo que indica bromuro lábil. Se dedujo que el bromuro de tropylium es una sal, C
7H+
7Br-
, por Doering y Knox en 1954 mediante el análisis de sus espectros infrarrojos y ultravioleta. [8] [9] Las estructuras iónicas del perclorato de tropylium ( C
7H+
7ClO-
4) y yoduro de tropilio ( C
7H+
7I-
) Han sido confirmados por cristalografía de rayos X . [10] La longitud de enlace de los enlaces carbono-carbono es más larga (147 pm) que la del benceno (140 pm) pero aún más corta que la de una especie típica de un solo enlace como el etano (154 pm).
El ion tropilio es un ácido en solución acuosa (es decir, un ácido de Arrhenius ) como consecuencia de su acidez de Lewis: primero actúa como un ácido de Lewis para formar un aducto con agua, que luego puede donar un protón a otra molécula de agua:
( El ácido bórico da soluciones acuosas ácidas de la misma manera). La constante de equilibrio es1.8 × 10 −5 , lo que lo hace tan ácido en agua como el ácido acético . [8]
El ion tropilio se encuentra con frecuencia en espectrometría de masas en forma de una señal en m / z = 91 y se utiliza en análisis de espectro de masas . Este fragmento se encuentra a menudo en compuestos aromáticos que contienen una unidad bencilo. Tras la ionización , el fragmento de bencilo forma un catión ( PhCH+
2), que se reorganiza en el catión tropylium altamente estable ( C
7H+
7).