HIDROCARBUROS AROMÁTICOS

Facultad de Farmacia y Bioquímica

Dra. Ana M. Bruno

2018

HIDROCARBUROS AROMÁTICOS.

Nomenclatura de los derivados del benceno. Reacciones de sustitución electrofílica aromática. Mecanismos. Clasificación y efecto de los sustituyentes: reactividad y orientación. Halogenación, nitración y sulfonación del benceno. Reacciones de Friedel-Crafts de alquilación y acilación. Alquilbencenos: reacciones en el núcleo y en las cadenas laterales. Oxidación. Aplicaciones sintéticas. Reacciones de sustitución nucleofílica aromática. Mecanismos.

Aromaticidad. El fenómeno de aromaticidad. Estructura del benceno. Estabilidad del anillo bencénico. Resonancia. Energía de resonancia. Calores de hidrogenación. Descripción orbital del benceno. La regla de Hückel. Compuestos aromáticos no bencenoides. Compuestos anti-aromáticos y no aromáticos.

Atorvastatina olanzapine amlodipina Disminuye los antipsicótico angina de pecho, niveles de colesterol (esquizofrenia) hipertensión

Salmeterol asma

antihistamínico

NOMENCLATURA

Tolueno Fenol Anisol Anilina Ácido Benzoico

Benzaldehído

Acetofenona

Estireno

Benzamida N-etil-N-metilbenzamida N-metilbenzamida Benzoato de etilo

N-feniletanamida Acetanilida

Nitrobenceno bromobenceno

1-fenilheptano

como sustituyente (Ar, Ph, f)

orto-xileno meta-xileno para-xileno 1,2- 1,3- 1,4

o-nitroanisol m-bromotolueno p-clorobenzaldehído

ácido 2-fenil acético

NOMENCLATURA

3,5-dibromofenol 5-bromo-2-cloro fenol

3-bromo-6-cloro fenol

correcta incorrecta

2,4,6-trinitrotolueno (TNT)

Hidrocaburos aromáticos policíclicos

Naftaleno Antraceno Fenantreno b-naftol ó 2-naftol

Oxidación

Bromación radicalaria

En posición bencílica

SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA

Un H aromático es reemplazado (sustitución) por un electrófilo (electrofílica)

BROMACIÓN DE BENCENO

1- FORMACIÓN DEL ELECTROFILO

COMPLEJO SIGMA (estabilización por resonancia)

2- ATAQUE AL ELECTRÓFILO y

3- PÉRDIDA DEL HIDRÓGENO COMO PROTÓN

CLORACIÓN DE BENCENO

SULFONACIÓN DE BENCENO

(H2SO4 / SO3)

La sulfonación es una reacción reversible y el ácido bencenosulfónico se descompone al calentarlo en presencia de ácido acuoso diluido. Esta reacción tiene una aplicación sintética importante que consiste en la protección de la posición p-, lo que permite introducir grupos en las posiciones o- y para terminar se desprotege aprovechando la reversibilidad de esta reacción.

NITRACIÓN DE BENCENO

Ion nitronio

1- FORMACIÓN DEL ELECTROFILO

2- ATAQUE AL ELECTRÓFILO 3- PÉRDIDA DEL HIDRÓGENO COMO PROTÓN

Aplicación de la nitración

ALQUILACION DE FRIEDEL-CRAFTS

EJEMPLOS

mezcla de productos

hay reordenamiento

Limitaciones

1- Halógeno conectado a C sp3

E+

NO HAY REACCIÓN

NO HAY REACCIÓN

2- POLIALQUILACIÓN

2- Nitrobenceno no reacciona

NO HAY REACCIÓN

ACILACION DE FRIEDEL-CRAFTS

grupo acilo

Grupo alquilo

Formación de E+

Estabilizado por resonancia y no sufre reordenamientos

ion acilio

ion acilio

Reducción de Clemmensen

Aplicación

No hay poliacilación

Reacción de Gatterman-Koch

Es una variante de la acilación de Friedel-Crafts en la que el monóxido de carbono y el HCl generan un intermediario que reacciona como el cloruro de formilo. Solamente funciona con benceno y con derivados activados de benceno

GRUPOS ACTIVANTES PARA SEAr

Fuertes

Moderados

débil

Orientación o- y p- mayoritariamente

Poseen e- sin compartir vecinos al anillo aromático

El electrófilo entrará en posiciones o- y p- mayoritariamente

I Efecto Inductivo y Mesomérico

M

GRUPOS DESACTIVANTES PARA SEAr

débil

moderados

fuertes

Orientación m-

Inductivo y mesomérico atractor de electrones

Los halógenos : una excepción

Activante EN RESUMEN

o- y p- m-

I M

Desactivante

Son desactivantes pero orientadores a o- y p-

Desactivante moderado

Qué ocurre cuando hay más de un sustituyente??

Posición más reactiva

Efectos estéricos

Cuando un director o- y p- está presente en el anillo es difícil de predecir la proporción exacta de los productos o- y p-. Guía: 1- Para los mono sustituidos, la posición p- domina sobre el producto o-

2- Para anillos 1,4- di-sustituidos en el anillo, el efecto estérico juega un papel importante.

3- Para 1,3 di-sustituidos, la sustitución no ocurrirá en la posición entre los dos sustituyentes. Esta posición es la más impedida estéricamente, y no ocurre en esa posición

Cómo llevaríamos a cabo esta reacción???

Ejemplo

Consideraciones a tener en cuenta: 1- La nitración no se puede realizar si el anillo contiene un grupo amino

La mezcla nitrante puede oxidar al grupo amino dando una mezcla de productos, además de protonar el grupo amino y dirigir a posición m- (poco reactiva)

2- Cuando el sustrato es nitrobenceno, no se puede usar alquilación de Friedel Crafts.

Desactivante fuerte

No hay reacción

Sintetizando Recordando

Ruta 1

Ruta 2

Sintetizar:

Obtener p-bromo acetanilida a partir de benceno

Obtención de p-nitro anilina

Aplicando……

sufre oxidación

Predecir cuáles serán los productos de mononitración para los siguientes compuestos

Cuando se trata de predecir cuáles serán los productos de sustitución para los compuestos con más de un anillo , primero vea cuál anillo está más activado

(o menos desactivado). A continuación sólo vea ese anillo y decida cuál posición es la más reactiva

Sugerencia

SUSTITUCION NUCLEOFILICA AROMATICA

El clorobenceno reacciona con hidróxido (nucleófilo) en condiciones extraordinariamente drásticas. Sin embargo, la sustitución nucleófila del cloro se facilita enormemente si existen grupos atractores de electrones en el anillo. La reacción del 2,4,6-trinitroclorobenceno con hidróxido conduce al ácido pícrico (2,4,6-trinitrofenol) en condiciones muy suaves.

SUSTITUCION NUCLEOFILICA AROMATICA

Para que esto ocurra 3 criterios deben satisfacerse:

1- El anillo debe contener un fuerte grupo atractor de electrones (un grupo nitro)

2- El anillo debe contener un buen grupo saliente (generalmente un halógeno)

3- El grupo saliente debe estar ubicado en el anillo en posición o- y/p- con respecto

al grupo atractor de electrones. Si el grupo saliente está ubicado en m- al grupo

nitro por ej., la reacción no ocurre.

Intermediario estabilizado por resonancia

Mecanismo

Ataque nucleofílico (adición)

Pérdida del grupo saliente

(eliminación)

Se restablece la

aromaticidad

Esta reacción ocurre?

Predecir el producto de la siguiente reacción:

Predecir el producto de las siguientes reacciones:

La presencia de grupos nitro adicionales tiene impacto sobre estas (SNAr), ¿ a qué se debe esto?

Presencia de GAE Temperatura de Reacción

R= H 130ºC

R=-NO2 R=-H 100ºC

R=-NO2 35ºC

Indicar para la siguiente reacción:

i.-Nombre y fórmula del producto obtenido

ii.- el tipo de reacción

iii.-Formas canónicas que estabilizan al intermediario de reacción