Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
AROMATSKI KARBOHIDROGENI
Benzaldehid
(iz višanja, breskvi, badema)
Toluen
(iz Tolu balzama)
Benzen, C6H6, –
Michael Faraday,
1825. London
izoliran iz uljnog ostatka
gasa za osvjetljenje
1791-1867
Friedrich August Kekulé
(1829-1896)
Kekuléov originalni model benzena.
C
C
C
C
C
CH
H
H
H
H
H
C
C
C
C
C
C
H
H
H
H
H
H
C
C
C
C
C
C
H
H
H
H
H
H
Kekuleove rezonantne forme
ili ili
Struktura benzena – hibridne orbitale
..O
HO
HO
NCH3
C
O OCH2CH2N(CH2CH3)2 N
N
Cl
O
Estron Morfin
Diazepam (Valium)
Prirodni.....i
...sintetski aromatski spojevi...kao lijekovi..
Prokain
...sintetski aromatski spojevi...kao lijekovi..
Neki aromatski spojevi nađeni u katranu uglja
NOMENKLATURA AROMATSKIH
SPOJEVA
MONOSUPSTITUIRANI aromatski spojevi
- benzen osnova imena.
Sam benzen je dobio ime prema
benzojevoj kiselini koja je izolirana iz tzv.
benzoa smole, a iz koje se može dobiti
benzen.
MONOSUPSTITUIRANI aromatski spojevi
Brombenzen Nitrobenzen Propilbenzen
Fluorbenzen (1,1-Dimetiletil)benzen
(terc-Butilbenzen)
MONOSUPSTITUIRANI aromatski spojevi
Alkilsupstituirani benzeni (Areni)– alkilna
grupa u bočnom lancu ima 6 C-atoma ili
manje
CH2CH3
Etilbenzen
Fenilsupstituirani alkani – alkilna grupa
ima više od 6 C-atoma
MONOSUPSTITUIRANI aromatski spojevi
CHCH2CH2CH2CH2CH3
CH3CH2CH2
CH2CH2CH2
Fenilna grupa
1,3-Difenilpropan
2-Fenilheptan
4-Fenilnonan
Benzilna grupa je drugi naziv za
monosupstituirani metilbenzen (toluen)
MONOSUPSTITUIRANI aromatski spojevi
Benzilna grupa Benzilbromid
Br
Difenileter Dibenzileter
DISUPSTITUIRANI BENZENI
Mogu se imenovati na dva načina. Obje
metode opisuju odnos dva supstituenta na
šesteročlanom aromatskom prstenu:
Sistematsko numerisanje aromatskog
prstena (IUPAC)
Korištenje prefiksa orto-, meta- ili para-.
DISUPSTITUIRANI BENZENI
Br
Br
NO2
NO2
CH3
CH3
o-dibrombenzen m-dinitrobenzen p-dimetilbenzen
1,2-dibrombenzen 1,3-dinitrobenzen 1,4-dimetilbenzen
orto = o- = 1,2-disupstitucija
meta = m- = 1,3-disupstitucija
para = p- = 1,4-disupstitucija
DISUPSTITUIRANI aromatski spojevi
1,2-Dihlorbenzen 1-Brom-3-nitrobenzen 1-Etil-4-(1-metiletil)benzen
(o-Dihlorbenzen) (m-Bromnitrobenzen) (p-Etilizopropilbenzen)
Postoje brojna nesistematska (trivijalna)
imena za monosupstituirane i
disupstituirane derivate benzena koje
dozvoljava IUPAC:
Metilbenzen 1,2-Dimetilbenzen 1,3,5-Trimetilbenzen Etenilbenzen Metoksibenzen
(Toluen) (o-Ksilen) (Mezitilen) (Stiren) (Anisol)
OH NH2 CN C OCH3
CH3
CH3 OH
CH3
Fenol Anilin Benzonitril Acetofenon
Krezol
CH(CH3)2 CH CH2 OCH3 COOH CH(CH3)2 CH CH2 OCH3 COOH
Kumen Benzojeva kiselina
Nesistematska (trivijalna) imena
POLISUPSTITUIRANI BENZENI
imenuju se označavanjem broja položaja
svakog supstituenta u prstenu tako da
imaju što je moguće manji broj, a navode
se abecednim redom ispred osnovnog
imena – benzen, odnosno dozvoljenog
trivijalnog imena koje se uzima za osnovu.
POLISUPSTITUIRANI BENZENI
1-Brom-2,3-dimetilbenzen 1,2,4-Trinitrobenzen 1-Etenil-3-etil-5-etinilbenzen
2-Brom-4-hlor-1-nitrobenzen 4-Brom-1-hlor-2-nitrobenzen 1-Brom-4-hlor-2-nitrobenzen
4-Brom-1,2-dimetilbenzen 2,5-Dimetilfenol 2,4,6-Trinitrotoluen (TNT)
POLISUPSTITUIRANI BENZENI
5-Brom-2-nitrotoluen 3-Brom-4-hlorfenol 2-Etil-4-jodanilin
CH3
NO2
Cl
Br
NO2
CH2CH3
OH
Br
Cl
POLISUPSTITUIRANI BENZENI
4-Brom-2-etil-1-nitrobenzen 5-brom-2-hlorfenol 4-hlor-2-nitrotoluen
NE
1-brom-3-etil-4-nitrobenzen
POLICIKLIČKI AROMATSKI
KARBOHIDROGENI
Naftalen Antracen
Tetracen Fenantren
(Naftacen)
Struktura naftalena
Karcinogeni benzenoidni karbohidrogeni
Benzo[a]piren Benz[a]antracen
Dibenz[a,h]antracen
Enzimatska konverzija benzo[a]pirena, nađenog u čađi
dimnjaka, sušenom mesu i duhanskom dimu, u konačni
karcinogen:
Metabolit benzo[a]pirena vezuje se za DNA.
Hückelovo pravilo aromatičnosti:
Da bi spoj bio aromatičan, mora:
biti cikličan
biti planaran
imati jednu p orbitalu na svakom atomu u prstenu
imati delokalizovan, konjugirani sistem
imati 4n + 2 p elektrona (za n = 0, 1, 2, itd.)
Hückelov broj elektrona = 2, 6, 10, 14, 18, itd.
Erich Hückel
1896 –1980,
AROMATSKI SISTEMI:
H
HH
# p e = 6 2 6 6
NE-AROMATSKI SISTEMI:
HH
H
# p e = 4 8 4 10
Some Non-Aromatic SystemsSome Non-Aromatic Systems
HH
H
# # pp e = 4e = 4 88 44 10 10
(not planar!)(not planar!)NE-AROMATSKI SISTEMI:
HH
H
nije planaran!
# p e = 10
HETEROAROMATSKI SISTEMI:
N
N
N
H
N
H
Piridin Pirol Imidazol
(ima 1p u sp2 (1p je u p orbitali) (ima 1p u sp2, i
hibridnoj orbitali) 1p u p orbitali)
DOBIVANJE AROMATSKIH
UGLJIKOVODIKA
iz katrana kamenog uglja (odvajanje frakcionom
destilacijom)
najveće količine se dobivaju iz alkana u nafti
katalitičko reformiranje ili platforming:
CH3(CH2)4CH3Pt
400oC+ 4 H2
n-heksan benzen
(NE) REAKTIVNOST BENZENA
Visok stepen nezasićenosti (SN = 4; prsten
i 3 C=C veze), a ipak ne adira Br2 kao
alkeni
Reaguje sa Br2 u prisustvu FeBr3
katalizatora u reakciji SUPSTITUCIJE, a
ne adicije.
Benzen Brombenzen
(supstitucioni produkt)
(Adicioni produkt)
ne nastaje
Bromiranje benzena – supstitucija SE
STABILNOST BENZENA
Rezonantna energija benzena računata iz toplote hidrogenacije – DH.
Benzen je za 150 kJ/mol (36 kcal/mol) stabilniji nego što bi se moglo
očekivati za “cikloheksatrien”!
Supstitucija elektrofila na benzenu - SE
Y+
Y
Opšti mehanizam elektrofilne aromatske supstitucije:
sporo
: B
brzo