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 a partir de la cual se sintetizó por primera vez el cicloheptatrieno (tropilideno) en 1881. Las sales del catión tropilio pueden ser estables, incluso con nucleófilos de fuerza moderada, por ejemplo, tetrafluoroborato de tropilio y bromuro de tropilio ( ver más abajo ). Sus sales de bromuro y cloruro [5] se pueden hacer a partir de cicloheptatrieno y bromo opentacloruro de fósforo , respectivamente. [6]
Es un ion heptagonal regular , plano y cíclico. Tiene 6 electrones π (4 n + 2, donde n = 1), lo que cumple la regla de aromaticidad de Hückel . Puede coordinarse como ligando de 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 contenía 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, más tarde llamado bromuro de tropilio, es soluble en agua pero insoluble en muchos solventes orgánicos. Se purifica por cristalización en etanol caliente. La reacción con nitrato de plata acuoso dio inmediatamente bromuro de plata, indicando bromuro lábil. Se dedujo que el bromuro de tropilio era una sal, C
7H+
7hermano−
, por Doering y Knox en 1954 mediante el análisis de sus espectros infrarrojo y ultravioleta. [8] [9] Las estructuras iónicas del perclorato de tropilio ( C
7H+
7Cl O−
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 enlace simple 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 la espectrometría de masas en forma de señal am / z = 91 y se utiliza en el análisis del espectro de masas . Este fragmento se encuentra a menudo para compuestos aromáticos que contienen una unidad de bencilo. Tras la ionización , el fragmento de bencilo forma un catión ( PhCH+
2), que se reorganiza en el catión tropilio altamente estable ( C
7H+
7).