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7/23/2019 Compuestos Aromaticos 2F
http://slidepdf.com/reader/full/compuestos-aromaticos-2f 1/14
INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO
QUIMICA ORGANICA
COMPUESTOS AROMATICOS
PROFESORA. Ing. Verónica Romo Viggers
ALUMNA Va!eria I"#a$ana %aro &amora
No. Con"ro! '()()*+,
-ORGULLO GUINDA
7/23/2019 Compuestos Aromaticos 2F
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COMPUESTOS AROMATICOS
Los hidrocarburos aromáticos son compuestos insaturados de un
tipo especial. Originalmente recibieron el nombre de aromáticos
debido al aroma que algunos poseen. Sin embargo no todos tienenolor, y muchos compuestos fragantes no son aromáticos.
La característica común de todos los hidrocarburosaromáticos es que presentan un anillo cíclico de seis átomos decarbono con tres enlaces dobles alternados y sin embargo nopresentan las reacciones típicas de los alquenos (adición yoidación del doble !enlace".
#e$ule propuso en %&' las dos estructuras siguientes para lamol)cula aromática más sencilla, el *enceno+
Supuso que la mol)cula real era un intermedio entre las dos.
osteriormente se obser-ó que el benceno es plano y que todossus carbonos son equi-alentes siendo la distancia / de %012 3. La
moderna teoría de orbitales moleculares, eplica la estructura del
benceno suponiendo que los orbitales p de los átomos de carbono
crean una densidad electrónica continua paralela al plano del anillo
y los electrones de dichos orbitales p, están deslocali4ados a lo
largo del anillo lo que hace que estos supuestos dobles enlaces no
sean atacados. 5ntonces la estructura del benceno se representará
de la siguiente forma+
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5sta deslocali4ación de electrones hace que la mol)cula seamuy estable, lo que podría demostrarse de la siguiente manera+
67 8 / 9&0' #cal:mol
Si hubiese tres dobles enlaces+ 67 8 / 9&0' 1 8 / &0&#cal:mol.
Sin embargo para el benceno+
67 8 / ;20& #cal:mol
lo que indica que la mol)cula es más estable ya que se desprendemenos energía en la reacción.
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Los principales hidrocarburos aromáticos son+
ompuesto <ombre fusión
(="
ebullición(="6ensidad a 9!
= (gr:cm
1
"
*enceno , &!,% !,&>2
?olueno / 2, %%!,' !,&'>
o / ileno / 9,9 %;;,; !,&&!
m / ileno / ;>,2 %12,% !,&';
p / ileno %1,1 %1&,; !,&'%
*ifenilo '2,9 9; ///////
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5stireno / 1!,' %;,9 !,2!'
<aftaleno &!,1 9%& ///////
3ntraceno 9%',9 1;! ///////
@no de os compuestos mas sencillo y que se conoció primero con
la estructura característica de los compuestos aromáticos fue elhidrocarburo benceno, por ello se dice que son hidrocarburos
deri-ados del benceno.
*5<5<O
5sta formado por un anillo de forma heagonal, es decir de '
átomos de carbono unidos entre si alternadamente por enlaces
dobles y simples deslocali4ados, que le confieren estabilidad.
Son hidrocarburos que en el anillo o ciclo esta formado solamente
por átomos de carbono.
resentan carácter aromático debido fundamentalmente a la
deslocali4ación de lo enlaces dentro del anillo.
La primera estructura del *enceno es propuesta por 3ugust #e$ule
en %&>9.
A5SO<3<B3 5< 5L *5<5<O
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5l benceno es un hibrido de resonancia de las dos estructuras de
#e$ule. 5sta representación implica que los electrones pi están
deslocali4ados, con un orden de enlaces de %. entre los atomos de
carbono adyacentes. Las longuitudes de los enlaces carbón/
carbono del benceno son mas cortas que las de los enlaces
sencillos, y mas largas que las de los enlaces dobles.
A5A5S5<?3BO< OA*B?3L 65L *5<5<O
5l benceno es un anillo plano de atomos de carbono con hibridación
sp9 y con todos los orbitales p no hibridados alineados y solapados.
La longuitud de todos los enlaces carbono/carbono es de %,12>C y
todos los angulos de enlace son de %9!C
La conDugacion y la deslocali4acion de los electrones en el benceno
proporcionan a este compuesto una estabilidad mayor de los ciclos
no conDugados.
AOB56365S E@BFB3S
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5l benceno es un líquido incoloro de olor fuerte, más ligero que elagua (68!.&&2 g:cm1".
5l benceno hier-e a &!.%C y funde a .;CG á % atm de presión.
5l benceno es tóico, y resulta muy peligroso respirar sus -aporesen periodos largos. Se caracteri4a por ser insoluble en agua, peromuy soluble en disol-entes orgánicos como etanol, )ter, disulfuro de
carbono, cicloheano, etc..
5l benceno es un buen disol-ente orgánico, disuel-e el hule natural,las grasas, numerosas resinas, el a4ufre, el fósforo, el yodo, la cera,el caucho, el alcanfor, etc..
ropiedades Euímicas del *enceno
5l benceno y sus homólogos (compuestos aromáticos", poseen una
gran estabilidad química y solo reaccionan a condiciones especialesy con el uso de catali4adores apropiados. Sus reacciones lapodemos clasificar en dos grupos+
• Aeacciones con destrucción de carácter aromático
• Aeacciones de sustitución electrofílica
H@5<?5S 65 7B6AO3A*@AOS 3AOF3?BOS
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Las principales fuentes de hidrocarburos aromáticos son ladestilación de la hulla y una serie de procesos petroquímicos, enparticular la destilación catalítica, la destilación del petróleo crudoy la alquilación de hidrocarburos aromáticos de las series más
baDas. Los aceites esenciales, que contienen terpenos y p/cimeno, tambi)n pueden obtenerse de los pinos, los eucaliptos ylas plantas aromáticas y son un subproducto de las industriaspapeleras que utili4an pulpa de pino. Los hidrocarburospolicíclicos se encuentran en las atmósferas urbanas
A53BO<5S 5< 5L 3<BLLO *5<5<O
%./ Sustitución electrofilica aromatica. onstituye la reacción mascaracterística del anillo aromatico. 6ependiendo del electrófiloque se incorpora al anillo aromatico tenemos+
I 7alogenacion
I <itración
ISulfonacion
I3lquilación
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I3lcilacion
73LOJ5<3BO<
onsiste en la sustitución del 7 por el l y *r
La función del catali4ador (acido de LeKis" es contribuir a crear partículas electrofilicas acti-as debido a la polari4ación de los
enlaces entre los atomos del halógeno.
<B?A3BO<
onsiste en la sustitución de un hidrogeno del ciclo, por un nitro(<O9". La reacción se reali4a con una me4cla de acido nítrico ysulfúrico concentrado.
5l anillo del benc)nico es un dador de electrones o nucleofilo y elcatión nitronio que se forma (<O9 " es el electrófilo.
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S@LHO<3BO<
onsiste en la sustitución de un hidrogeno en el nucleobenc)nico por un grupo sulfonico. La reacción se reali4acalentando el hidrocarburo aromatico con 79SO; concentrado conformación de acido sulfonicos aromati4ados.
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65ABM36OS 65L *5<5<O
Los hidrocarburos aromáticos y sus deri-ados son compuestoscuyas mol)culas están formadas por una o más estructuras deanillo estables del tipo antes descrito y pueden considerarsederi-ados del benceno de acuerdo con tres procesos básicos+
%. por sustitución de los átomos de hidrógeno por radicales dehidrocarburos alifáticos,
9. por la unión de dos o más anillos de benceno, ya sea
directamente o mediante cadenas alifáticas u otros radicalesintermedios,
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1. por condensación de los anillos de benceno.
USOS
La importancia económica de los hidrocarburos aromáticos haaumentado progresi-amente desde que a principios del siglo NBNse utili4aba la nafta de alquitrán de hulla como disol-ente delcaucho. 5n la actualidad, los principales usos de los compuestosaromáticos como productos puros son+ la síntesis química deplásticos, caucho sint)tico, pinturas, pigmentos, eplosi-os,pesticidas, detergentes, perfumes y fármacos. ?ambi)n seutili4an, principalmente en forma de me4clas, como disol-entes ycomo constituyentes, en proporción -ariable, de la gasolina
3<?B3AOF3?BB636.
Las mol)culas con antiaromaticidad o pseudoaromaticidad son deltipo sistemas cíclicos, conteniendo enlaces alternati-os simples
y doble enlaces, donde la energía del electrón pi del compuesto
antiaromático es mayor que aquel de su contrapartida de cadena
abierta. 3sí, los compuestos antiaromáticos son inestables y
altamente reacti-osG frecuentemente esos compuestos
antiaromáticos se distorsionan entre sí fuera de planaridad para
intentar resol-er esta inestabilidad. Los compuestos antiaromáticos
usualmente fallan con la regla de 7c$el de aromaticidad.
5Demplos de sistemas antiaromáticos son el ciclobutadieno (3", el
catión ciclopentadienil (*" y el anión ciclopropenil (".
5l ciclooctatetraeno es un sistema ;n, pero ni aromático o
antiaromático debido a que las mol)cules escapan de la geometría
plana.
or adición o eliminación de un par de electrones -ía una reacción
redo, un sistema P puede con-ertirse en aromático y ser más
estable que el compuesto original no/ o antiaromático, por eD. el
dianión ciclooctatetraenuro.
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Los criterios de B@3 para antiaromaticidad son los que siguen+%
%. La mol)cula debe tener ; n P electrones, donde n es
cualquier número entero.
9. La mol)cula debe ser cíclica.
1. La mol)cula debe tener un sistema conDugado electrón pi.
;. La mol)cula debe ser planar.
Sin embargo, muchos químicos acuerdan en la definición basada en
empirismo (o en simulación" de obser-aciones energ)ticas.
Se ha obser-ado que la diferencia de energía entre los compuestos
aromáticos y antiaromáticos disminuye al incrementarse eltamaQo. or eD., el sistema %9/pi difenileno es un compuesto
antiaromático pero estable y aún comercialmente disponible. La
baDa energía que penali4a la antiaromaticidad es tambi)n
demostrada en el par pira4ina / dihidropira4ina+
5l compuesto de la i4q. es un aromático de %; electrones(-alor <BS /9',% ppm" que puede ser reducido en unafuerte reacción eot)rmica al compuesto antiaromático de %'electrones (<BS 9>,> ppm" en la derecha. La dihidropira4inalentamente con-ierte hacia atrás a la pira4ina baDo la acciónde oígeno. Se muestra que otros factores de electrones puedensobrepotenciar la aromaticidad.
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La antiaromaticidad se e-idencia por espectroscopia AF< con losprotones internos <7 cambiando baDando de %! ppm a 9% ppm.Los -alores <BS compara !,> para A (no/aromático" y (antiaromático" para / y otro en eperimentación in silico predice
que * es realmente más estable que 3.