Ja, das Molekül sollte eine Chiralität unterhalb der Raumtemperatur aufweisen.

In der optimierten ^{1 sup> -Molekülkonfiguration kann das Molekül seinem Spiegelbild nicht überlagert werden. Dies liegt an der Rotation der Nitrogruppen außerhalb der Ebene.}

Die thermodynamisch günstigste Struktur gehört zur Klasse $ C_2 $ span> -Symmetrie und hat keine Spiegelebene (siehe oben).
Im Gegensatz zu den zuvor vorgestellten Argumenten ist eine Analyse der Lewis-Struktur irreführend, da sie massiv falsch einschätzt der Platzbedarf der Nitroeinheiten. Ein Merkmal, das bereits in 2,4,6-Trinitrotoluol vorhanden ist. ^{2 sup> Aus der Zusammenfassung von Clarkson et al. : 3 sup>}

Es wurden zwei echte Energieminimumstrukturen gefunden. In beiden Strukturen ist die 4-Nitrogruppe planar zum Phenylring, während die 2,6-Nitrogruppen aufgrund der sterischen Wechselwirkung mit der Methylgruppe leicht außerhalb der Ebene des Phenylrings liegen.

Sie beschreiben später:

Die beiden stabilen Molekülstrukturen von TNT, Abb. 1, hängen durch interne Rotationen der 2- und 6-Nitrogruppen und der Methylgruppe zusammen. [... ] Struktur A ist die stabilere Geometrie, obwohl der Energieunterschied gering ist ( $ 0.650 ~ \ pu {kcal mol ^ −1} $ span> bei B3LYP / 6-311 + G **, Tabelle 4). Struktur A zeigt nahezu ideale $ C_ \ mathrm {s} $ span> -Symmetrie mit einem der Methylwasserstoffatome senkrecht zum Phenylring in der Ebene von $ \ sigma_ \ mathrm {h} $ span>. Die 2,6-Nitrogruppen von A sind nicht planar und werden in dieselbe Fläche des Phenylrings gedreht, wodurch die Anzahl der Van-der-Waals-Wechselwirkungen mit der Methylgruppe maximiert wird.

Die 2,6-Phenyleinheit ist jedoch viel größer als eine Methylgruppe, weshalb die Symmetrie der Nitrogruppen gebrochen ist. Das Erzwingen dieser $ C_ \ mathrm {s} $ span> -Symmetrie führt zu einem Sattelpunkt erster Ordnung (Übergangszustand) auf der potenziellen Energieoberfläche, der nur etwa $ 1.6 ~ \ pu {kJ mol ^ -1} $ span> hat eine höhere Energie als die Mindeststruktur.
Bei Raumtemperatur ist es wahrscheinlich, dass die gegenseitige Umwandlung zwischen den Enantiomeren dadurch erfolgt Struktur. Ich habe nicht überprüft, ob dieser Zustand tatsächlich über eine intrinsische Reaktionskoordinatenberechnung verbunden ist, aber aus der visuellen Untersuchung des imaginären Modus scheint dies sehr wahrscheinlich zu sein.

Wenn Sie das System ausreichend kühlen, sollten Sie in der Lage sein, zwei Enantiomere zu identifizieren. Bei Raumtemperatur sollte die gegenseitige Umwandlung jedoch zu schnell sein, um beobachtet zu werden.

Es wäre gut zu wissen, welches Buch Sie verwendet haben und in welchem ​​Kontext die Erklärung abgegeben wurde. Aus rein theoretischer Sicht würde ich zustimmen, dass das Molekül chiral ist. Aus praktischer Sicht würde ich diese Eigenschaft nicht bewerten, da sie wahrscheinlich zu schwer zu messen ist.

Der vorgeschlagene $ C_ \ mathrm {2v } $ span> -Strukturen sind je nach Rotation der Methylgruppen entweder Sattelpunkte zweiter oder vierter Ordnung. Diese Strukturen haben mindestens $ 15 ~ \ pu {kJ mol ^ -1} $ span> eine höhere Energie als die ersteren und keinen brauchbaren Weg für die gegenseitige Umwandlung.

Fußnoten

1. Alle Strukturen wurden auf der theoretischen Ebene DF-M06L / def2-SVP mit Gauß optimiert 09 Rev. D01. Stationäre Punkte wurden durch Berechnung der Schwingungsfrequenzen auf derselben theoretischen Ebene charakterisiert.
2. W. Robert Carper, Larry P. Davis, Michael W. Extine, J. Phys. Chem. 1982, 86 (4), 459–462.
3. John Clarkson, W. Ewen Smith, David N. Batchelder, D. Alastair Smith, Alison M. Coats, J. Mol. Struc. 2003, 648 (3), 203-214.

Ortho-Ortho-tetrasubstituierte Biphenyle werden bei Raumtemperatur nicht planar, um eine minimale elektronische Abstoßung zwischen den Substituenten zu erreichen. In dieser Orientierung (Phenylebenen senkrecht zueinander) ist die freie Rotation der CC-Einfachbindung eingeschränkt und das Molekül zeigt optisch Aktivität aufgrund molekularer Disymmetrie.

Sieht tatsächlich so aus:

Die beiden Phenylringe werden senkrecht zueinander andere führen somit zu einer Asymmetrie, die wiederum zu optischer Aktivität (Chiralität) führt.

Bedingungen für chirale Biphenyle:

mit freundlicher Genehmigung: http://www.slideshare.net/zarojabeen50/diphenyl

Aber hier seit zwei substituierte Gruppen sind die gleichen, dh 2 Methylgruppen am gleichen Phenylring und 2 Nitrogruppen an den anderen Phenylringen. Dies führt gemäß der zweiten Bedingung zum Vorhandensein einer Symmetrielinie oder einer Symmetrieebene, wodurch es achiral wird.

Die vereinfachte Sichtweise in einer Weise, dass von den Schülern erwartet werden sollte, dass sie die Frage beantworten.

Es ist nicht die Achse der Symmetrie (die eine $ C_2 $ -Achse ist) In diesem Fall ist dies wichtig, aber das Molekül weist zusätzlich Symmetrieebenen ($ \ sigma_ \ mathrm {v} $) auf. In Ihrer Beispielverbindung gibt es zwei senkrechte Symmetrieebenen, die beide die Achse $ C_2 $ enthalten. Die Punktgruppe des Moleküls ist also $ C_ \ mathrm {2v} $ und muss achiral sein.

Offensichtlich enthält Ihr Lehrbuch einen Fehler.

Der praktische Standpunkt

Siehe Marts Antwort. Kurz gesagt: Das Molekül wäre bei Raumtemperatur aufgrund der spezifisch stabilsten Orientierung der Nitrogruppen chiral, aber racemisch (schnell wechselwirkend).

Ich glaube nicht, dass das Molekül chiral ist. Während andere Antworten richtig darauf hinweisen, dass die Rotation um die zentrale Phenyl-Phenyl-Bindung (unter vernünftigen Bedingungen) behindert ist, sind die Substituenten an jedem einzelnen Ring identisch. Aus diesem Grund kann man einen Chiralitätsbezeichner wie $ S $ oder $ P $ nicht eindeutig zuweisen.

Mit dieser Frage möchten Sie die axiale Chiralität überprüfen. Dieses Molekül besitzt jedoch keine axiale Chiralität (obwohl ich in meiner Eile zu antworten in die Falle geraten bin, dies zu sagen, entschuldige ich mich. Ich habe nicht berücksichtigt, dass das Substitutionsmuster hier symmetrisch ist, und Aufgrund der Existenz dieses Symmetrieelements sollte die angegebene Verbindung achiral sein.

Axiale Chiralität, ein Sonderfall der Chiralität, bei dem ein Molekül keine " stereogenes Zentrum "(was in Kursen zur introudktorischen organischen Chemie am häufigsten gelehrt wird), aber eine Achse der Chiralität, dh eine Achse, um die eine Reihe von Substituenten in einer räumlichen Anordnung gehalten wird, die auf ihrem Spiegelbild nicht überlagert werden kann >

Es wird üblicherweise bei atropisomeren Biarylverbindungen beobachtet, bei denen die Rotation um die Aryl-Aryl-Bindung eingeschränkt ist. Aufgrund der eingeschränkten Rotation um die Biarylbindung können sich die beiden Stereoisomere unter Umgebungsbedingungen nicht gegenseitig umwandeln. I. schrieb einen langen Beitrag über Chiralität in der Vergangenheit; yo Sie finden es vielleicht lehrreich.

Was auch immer, ich sagte über axiale Chiralität (in meinem vorherigen Beitrag), gilt immer noch, es ist in diesem Fall einfach nicht anwendbar. Mein Fehler! Entschuldigung

Da OP nach der Zuordnung der Stereochemie bei Verbindungen mit axialer Chiralität gefragt hat, werde ich einige Worte dazu schreiben.

Zeichnen Sie zuerst eine Newman-Projektion entlang der Achse der behinderten Rotation. Weisen Sie nun die Prioritäten für Ortho- und Metasubstituenten basierend auf den Cahn-Ingold-Prelog-Regeln zu. Beginnend mit dem Substituenten mit der höchsten Priorität im nächsten Ring und dem kürzesten Weg zum Substituenten mit der höchsten Priorität im anderen Ring (wie unten dargestellt) wird der absoluten Konfiguration P für den Uhrzeigersinn und M für den Uhrzeigersinn zugewiesen. In dem gezeigten Beispiel hat A Vorrang vor B.

Versuchen Sie nun, dies für Ihre gegebene Verbindung zu tun, und Sie stoßen auf Probleme. Sie können eine Konfiguration nicht eindeutig zuweisen.

Ich würde die einfachste Definition der Chiralität überprüfen, bevor ich mögliche Chiralitätszentren oder Punktgruppendarstellungen betrachte:

• Kann das Spiegelbild des Moleküls dem Original überlagert werden?

Wenn Sie das Biphenyl entlang einer Spiegelebene neu zeichnen, erhalten Sie genau das gleiche Bild. Das bedeutet, dass der Spiegel dem Original überlagert werden kann und das Molekül achiral ist.

Selbst in schwierigen Chemieklassen überprüfe ich immer zuerst die einfachste Definition. Solange Sie von der Stereochemie überzeugt sind, ist sie am schnellsten zu testen und am schwersten zu verwechseln. Ich würde mich nur um Symmetrieelemente kümmern, wenn Sie in einer anorganischen Klasse der oberen Ebene oder in solchen Dingen sind.