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Benceno - RESUMENBenceno yaromaticidad
En los primeros años de la química orgánica, la palabra aromático se utilizabapara describir sustancias fragantes como el benzaldehído (de las cerezas, losduraznos, y las almendras), el tolueno (del bálsamo de Tolú) y el benceno (del des-tilado del alquitrán). Pero pronto se comprobó que las sustancias agrupadas comoaromáticas diferían de la mayor parte de los otros compuestos orgánicos en sucomportamiento químico.
Aromaticidad y regla de Hückel (4n + 2)
Hasta ahora hemos visto que el benceno:* Es una molécula conjugada cíclica.
8 F? inusualmente estable; tiene \m calor de hidrogcníieión do IñO kJ/moimenos negativo de lo que esperaríamos para un trieno.
* Es plano y tiene la forma de un hexágono regular. Todos ios ángulos devalencia son de 120° y todos los enlaces carbono-carboiio tienen, unalongitud cíe 139 prn,
* Presenta reacciones de sustitución que retienen la conjugación, cíclica, en lu-gar de reacciones de adición ülwfcrüíSicas que podrían destruir la conjugación.
* Es un híbrido de resonancia cuya estructura es intermedia entre dosestructuras de Hneas de
Aunque estos factores podrían darnos xxna buena üescriprión del benceno yde otras moléculas aromáticas, no bastan. Se necesita algo más, llamada regía deHückel de 4n + 2, para tener una df\snripeión completa de la aromaticidad,
• La regla de Hückel dice que una molécula es aromática solamente si tiene un sistema plano ymonocíclico de conjugación, con un total de
(4n + 2) electrones 71
donde n es un número entero (es decir: n = O, 1, 2, 3, . . .)
Química del benceno:sustitución electrofílicaaromática
La reacción más común de los compuestos aromáticos es la sustitución electro-fílica aromática; esto es, un electrófilo (E+) reacciona con un anillo aromático ysustituye uno de los hidrógenos:
Una reacción de sustitución electrofílica aromática se efectúa en dos eta-pas: la reacción inicial de un electrófilo, E*, con un anillo aromático, seguida porla pérdida de H+ del carbocatión intermediario estabilizado por resonancia pararegenerar el anillo aromático:
En las reacciones del benceno, generalmente se necesita un catalizador para formar la especie reactiva,es decir, el compuesto que va a entrar en una sustitución electrofílica aromática (SgA).
Principales Reacciones de Sustitución Electrofílica Aromática (SgA)del Benceno
CI2
Halogenación
FeCI3
Br2
Clorobenceno
FeBr3
Bromobenceno
NitraciónHN03
H2S04 Nitrobenceno
SulfonaciónÁcidobencen-sulfónico
Alquilación deFriedel-Crafts
AICI3un
alquil-benceno
Acilación deFriedel-Crafts
R-COCI
AICI3
yna ce tona
(formación de unacil-benceno)
BENCENO CON UN SEGUNDO SUSTITUYENTEEn el caso en que ya se encuentre un sustituyente previo en el anillo de benceno, ese sustituyente va aafectar la entrada de un segundo sustituyente. Ver la Tabla siguiente:
CLASIFICACIÓN DE LOS SUSTITUYENTES
Sustituyeme?; activadores y rtesaclivadüres para lasustitución electrofflita a r o m á í i c a ! ~ ~ ~ " '
(V
Activadores — —I i. — Desactivado? es
oV
Vi*̂V
—NH2 —OCH3 —CÍ-IS (alkyl)
<cFí — Ür«1». * •
J __j_
0 o1 |-C—H — C—OH —.SO3» — NÜ2
I Reacflvidftd
-Olí -ÑllCOCIl, ~¿ \1—CU —íil—C—OCHj —O—CH3 —CseN*+ ' ** ! fi " Í;
oIo
-NK3
FigurasusUtuyentes
Activadoresorient adoresorlo-para
16.14 Clasfficacfón de los efectos orientador es_de losentes. i
Desacllvadoresorientadoresorto-pata
Desactivadosorientadores meta
ii
H
EFECTOS DE LOS SUSTITUYENTES.-
ÍGrupos activadores.- Donain electrones al anilloA).- Influyen en la reactividad del anulo \s desactivadores.- Atraen electrones del anillo
~~ ~"~ '
B}.- Influyen en la orientación de la reacciónorto, para
meta
Formas en las que un grupo sustituyente puede donar o atraer electrones:
a).-Porefectos inductivos . -
b},- Por efectos de resonancia . -O—R