Catión 2-norbornilo
En química orgánica , el término catión 2-norbornilo (o catión 2-biciclo[2.2.1]heptilo ) describe uno de los tres carbocationes formados a partir de derivados del norbornano . Aunque se han estudiado los cationes 1-norbornilo y 7-norbornilo, los estudios más extensos y los debates vigorosos se han centrado en la estructura exacta del catión 2-norbornilo.
El catión 2-norbornilo se ha formado a partir de una variedad de derivados y reactivos de norbornano. Los primeros informes de su formación y reactividad publicados por Saul Winstein generaron controversia sobre la naturaleza de su enlace , ya que invocó un enlace de dos electrones de tres centros para explicar el resultado estereoquímico de la reacción. Herbert C. Brown desafió esta afirmación sobre la base de que las estructuras de resonancia clásicaspodría explicar estas observaciones sin necesidad de adaptar una nueva perspectiva de vinculación. Los puntos de vista de ambos investigadores tenían sus partidarios, y docenas de científicos contribuyeron con experimentos ingeniosamente diseñados para proporcionar evidencia de un punto de vista u otro. Con el tiempo, la disputa se hizo cada vez más amarga y enconada, y el debate adquirió un carácter personal o ad hominem . [1]
La evidencia de la naturaleza no clásica del catión 2-norbornilo creció a lo largo de varias décadas, principalmente a través de datos espectroscópicos recopilados mediante métodos como la resonancia magnética nuclear (RMN). La confirmación cristalográfica de su naturaleza no clásica no llegó hasta 2013. [2] Aunque la mayoría de los químicos ahora están de acuerdo en que el catión 2-norbornilo en sí mismo no es clásico, también se reconoce ampliamente que el panorama energético de los carbocationes tiende a ser "plano", con muchas estructuras potenciales que difieren solo mínimamente en energía. Ciertamente, no todos los carbocationes bicíclicos son no clásicos; la diferencia de energía entre estructuras clásicas y no clásicas suele estar delicadamente equilibrada. Por lo tanto, ahora se sabe que ciertos cationes 2-biciclo [2.2.1] heptilo sustituidos con alquilo adoptan estructuras clásicas.
La naturaleza de los enlaces en el catión 2-norbornilo incorporó muchas ideas nuevas a la comprensión del campo de los enlaces químicos. Se pueden apreciar similitudes entre este catión y otros, como los boranos .
La naturaleza del enlace en el catión 2-norbornilo fue el centro de un vigoroso y conocido debate en la comunidad química a mediados del siglo XX. Si bien la mayoría de los químicos creía que un enlace de dos electrones de tres centros representaba mejor su estructura electrónica de estado fundamental , otros argumentaron que todos los datos relacionados con el catión 2-norbornilo podrían explicarse representándolo como un par de cationes que se equilibran rápidamente.
En el punto álgido del debate, todos los químicos acordaron que la imagen deslocalizada del enlace de electrones podría aplicarse al catión 2-norbornilo. Pero esto no respondió a la pregunta fundamental sobre la que giraba el debate. Los investigadores continuaron buscando formas novedosas de determinar si la imagen deslocalizada de tres centros describía un estado de transición de baja energía (punto de silla en la superficie de energía potencial multidimensional ) o un mínimo de energía potencial por derecho propio. [1] Los defensores de la imagen "clásica" creían que el sistema se describía mejor mediante un potencial de pozo doble con una barrera muy baja, mientras que los del campo "no clásico" imaginaban el estado electrónico deslocalizado para describir una sola energía potencial bien.[3]
