tema vii

40
SUSTITUCIÓN ELECTRÓFILA AROMÁTICA SUSTITUCIÓN ELECTRÓFILA AROMÁTICA Tema VII

Upload: fleta

Post on 06-Jan-2016

46 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Tema VII. SUSTITUCIÓN ELECTRÓFILA AROMÁTICA. ÍNDICE. 3. Reactividad y orientación en bencenos sustituidos 3.1. Efecto de los sustituyentes en la reactividad 3.2. Orientación de la SEAr 3.3. SEAr de los poliderivados del benceno. 1. Benceno y aromaticidad 1.1. Estructura del benceno - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: Tema VII

SUSTITUCIÓN ELECTRÓFILA AROMÁTICASUSTITUCIÓN ELECTRÓFILA AROMÁTICA

Tema VII

Page 2: Tema VII

ÍNDICE

1. Benceno y aromaticidad1. Benceno y aromaticidad

1.1. Estructura del benceno

1.2. Energía de resonancia

1.3. Estabilidad relativa

2. Reacciones de Sustitución 2. Reacciones de Sustitución

Electrófila Aromática (SEAr)Electrófila Aromática (SEAr)

2.1. Mecanismo general

2.2. Reacciones de SEAr

2.3. Halogenación del benceno

2.4. Nitración del benceno

2.5. Sulfonación del benceno

2.6. Reacciones de Friedel-Crafts

a) Acilación de Friedel-Crafts

b) Alquilación de Friedel-Crafts

3. Reactividad y orientación en 3. Reactividad y orientación en

bencenos sustituidosbencenos sustituidos

3.1. Efecto de los sustituyentes en la

reactividad

3.2. Orientación de la SEAr

3.3. SEAr de los poliderivados del

benceno

Page 3: Tema VII

1. Benceno y aromaticidad

Page 4: Tema VII

1.1. Estructura del benceno

El benceno es una molécula muy importante de estructura tan característica que sirve para clasificar todos los compuestos orgánicos en dos grandes grupos. Los que tienen esta estructura y los que no la tienen.

En el benceno los seis enlaces del anillo son idénticos y con una gran deslocalización electrónica lo que proporciona una gran estabilidad a la molécula, conocida como aromaticidadaromaticidad.

Híbrido de resonancia

Page 5: Tema VII

1.2. Energía de resonancia

Page 6: Tema VII

1.3. Estabilidad relativa

Page 7: Tema VII

2. Reacciones de sustitución electrófila aromática (SEAr)

Page 8: Tema VII

2.1. Mecanismo general

Page 9: Tema VII

1. Halogenación (E+ = Br +, Cl +,I+)

2. Nitración (E+ = NO2+ )

3. Sulfonación (E+ = HSO3+ )

4. Acilación de Friedel-Crafts (E+ = R-C=O )

5. Alquilación de Friedel-Crafts

(E+ = R+ )

2.2. Reacciones de SEAr

+

Page 10: Tema VII

A pesar de su estabilidad excepcional, el benceno y los , el benceno y los compuestos aromáticos están compuestos aromáticos están lejos de ser inertes.lejos de ser inertes.

2.2. Reacciones de SEAr

Page 11: Tema VII

2.3. Halogenación del benceno

Page 12: Tema VII

Activación del electrófilo por el catalizador:

El catalizador se regenera:

2.3. Halogenación del benceno

Page 13: Tema VII

2.4. Nitración del benceno

Page 14: Tema VII

2.5. Sulfonación del benceno

+

Page 15: Tema VII

a) Alcilación de Friedel-Craftsa) Alcilación de Friedel-Crafts

2.6. Reacciones de Friedel-Crafts

Page 16: Tema VII

a) Alcilación de Friedel-Craftsa) Alcilación de Friedel-Crafts

2.6. Reacciones de Friedel-Crafts

Page 17: Tema VII

b) Alquilación de Friedel-Craftsb) Alquilación de Friedel-Crafts

2.6. Reacciones de Friedel-Crafts

Page 18: Tema VII

Problemas de la alquilación de Friedal-CraftsProblemas de la alquilación de Friedal-Crafts

Transposición de carbocationes:

El 1-bromopropano reacciona con el tricloruro de aluminio para dar un carbocatión 1º, muy inestable, que sufre transposición hacia el 2º, menos inestable, que es el que finalmente reacciona, dando el 2-fenilpropano, en vez del 1-fenilpropano

Polialquilación:

La introducción de un grupo alquilo en un anillo aromático hace que la densidad electrónica de éste aumente, ya que el resto alquilo es dador de electrones. Esto hace que el derivado alquilado sea más reactivo que el benceno, suponiendo una seria competencia para él. Por tanto, a medida que la reacción progresa y aumenta la cantidad de alquilbenceno, la probabilidad de obtener compuestos polialquilados aumenta, siendo éstos un subproducto importante de la reacción.

2.6. Reacciones de Friedel-Crafts

Page 19: Tema VII

Transposición de carbocationesTransposición de carbocationes

2.6. Reacciones de Friedel-Crafts

Page 20: Tema VII

Otras alquilaciones de Friedel-CraftsOtras alquilaciones de Friedel-Crafts

2.6. Reacciones de Friedel-Crafts

Page 21: Tema VII

3. Reactividad y orientación en bencenos sustituidos

Page 22: Tema VII

REACTIVIDADREACTIVIDADREACTIVIDADREACTIVIDAD ORIENTACIÓNORIENTACIÓNORIENTACIÓNORIENTACIÓN

¿Cómo es de ¿Cómo es de rápida la rápida la reacción reacción

comparada con el comparada con el benceno?benceno?

¿En qué posición ¿En qué posición entra el grupo entra el grupo sustituyente?sustituyente?

El resultado dependerá de la capacidad del grupo unido al benceno para estabilizar la carga positiva que se forma en el ión bencenonio

Aspectos a tener en cuenta en la sustitución de derivados del benceno

Efecto inductivo

Efecto resonant

e

3. Reactividad y orientación en bencenos sustituidos

Un benceno monosustituido

Isómero orto Isómero meta Isómero para

Page 23: Tema VII

3.1. Efecto de los sustituyentes en la reactividad

Efectos electrónicos inductivosEfectos electrónicos inductivos

Page 24: Tema VII

3.1 Efecto de los sustituyentes en la reactividad

Efectos electrónicos por resonanciaEfectos electrónicos por resonancia

Grupo –OMe : Activante por Grupo –OMe : Activante por efecto mesómero o de efecto mesómero o de

resonancia resonancia

Page 25: Tema VII

3.1. Efecto de los sustituyentes en la reactividad

Nitrobenceno: compuesto desactivadoNitrobenceno: compuesto desactivado

Grupo –NO2 : Desactivante Grupo –NO2 : Desactivante por efecto mesómero o de por efecto mesómero o de

resonancia resonancia

Page 26: Tema VII

3.1. Efecto de los sustituyentes en la reactividad

Estabilizan la carga positiva del ión bencenonio

Desestabilizan la carga positiva del ión bencenonio

Efecto inductivo Relacionado con la electronegatividad

Efecto resonante Relacionado con la posibilidad de

compartir carga de grupos con electrones no enlazantes o con

sistemas π

Mecanismos por los que se atrae o cede carga del Mecanismos por los que se atrae o cede carga del anilloanillo

Page 27: Tema VII

Los grupos capaces de estabilizar la carga positiva orientarán la sustitución a orto y para.

Los grupos incapaces de estabilizar la carga positiva orientarán la sustitución a meta para interaccionar lo menos posible con ella.

Los grupos electronegativos desactivan el anillo frente a la SEA y la dificultan.

Los grupos dadores de electrones activan el anillo frente a la SEA y la favorecen (a veces, “demasiado”).

El nuevo grupo funcional puede introducirse en orto, meta o para con respecto del ya existente (R). En el ión bencenonio intermedio, el grupo R interaccionará o no directamente con la carga positiva que se desarrolla. El que esta interacción sea favorable o desfavorable condicionará la regioquímica de la reacción

3.1. Efecto de los sustituyentes en la reactividad

Page 28: Tema VII

3.1. Efecto de los sustituyentes en la reactividad

Orientan orto y para

Activantes Fuertes:

Activantes débiles: Alquil y

aril

Desactivantes débiles:

Orientan a meta

Page 29: Tema VII

3.1. Efecto de los sustituyentes en la reactividad

Page 30: Tema VII

3.1. Efecto de los sustituyentes en la reactividad

Sustituyentes activantesSustituyentes activantes

Page 31: Tema VII

Activantes moderadosActivantes moderados

3.1. Efecto de los sustituyentes en la reactividad

Page 32: Tema VII

3.1. Efecto de los sustituyentes en la reactividad

Page 33: Tema VII

3.2 Orientación de la SEAr

Sustitución orto y para favorecida

Page 34: Tema VII

3.2 Orientación de la SEAr

Page 35: Tema VII

3.2 Orientación de la SEAr

Page 36: Tema VII

3.2 Orientación de la SEAr

Page 37: Tema VII

Si dos sustituyentes orientan a la misma posición, esa será la que se sustituya:

Si dos sutituyentes tienen en conflicto sus efectos directores, el grupo más activante será el que gane la partida:

CH3

NO2

Activanteorto-para Orientador

Desactivantemeta-orientador

CH3

NO2

CH3

NO2

o-Nitrotolueno

NO2

NO2

2,4-Dinitrotolueno 2,6-Dinitrotolueno

+HNO3H2SO4

3.3. SEAr de los poliderivados del benceno

Page 38: Tema VII

Si existen dos sustituyentes desactivantes, independientemente de su posición, la tercera sustitución puede ser muy difícil o imposible:

Si dos grupos están en disposición relativa meta, la tercera sustitución no tiene lugar en la posición que queda entre ellos puesto que es la más impedida estéricamente:

3.3. SEAr de los poliderivados del benceno

Page 39: Tema VII

3.3. SEAr de los poliderivados del benceno

Page 40: Tema VII

3.3. SEAr de los poliderivados del benceno