Hvorfor er thiophen mindre basisk end furan?

Basiciteten af ​​heterocykliske forbindelser bestemmes af evnen af ​​det enlige elektronpar på heteroatomet til at interagere med en proton (H+). I tilfælde af furan og thiophen opstår forskellen i basicitet på grund af elektronegativitetsforskellen mellem oxygen- og svovlatomer.

Ilt er mere elektronegativt end svovl. Det betyder, at oxygenatomet i furan tiltrækker elektroner stærkere end svovlatomet i thiophen. Som følge heraf holdes det enlige elektronpar på oxygenatomet i furan tættere og er mindre tilgængeligt for interaktion med en proton. Dette gør furan mindre basisk end thiophen.

En anden måde at se det på er at overveje resonansstrukturerne af furan og thiophen. I furan kan det enlige elektronpar på oxygenatomet delokaliseres til ringens pi-system og danne en resonansstruktur med en positiv ladning på oxygenatomet. Denne resonansstruktur bidrager til den overordnede stabilitet af furan og gør den mindre reaktiv over for protonering.

I tilfælde af thiophen er det enlige elektronpar på svovlatomet mindre i stand til at delokalisere sig til ringens pi-system på grund af svovlatomets større størrelse og dets svagere elektronegativitet. Dette betyder, at der er mindre resonansstabilisering i thiophen, hvilket gør det mere reaktivt over for protonering og dermed mere basisk end furan.

Sammenfattende resulterer svovls lavere elektronegativitet sammenlignet med oxygen i en svagere tiltrækning mellem svovl og det enlige elektronpar, hvilket gør thiophen mere basisk end furan.