Composti aromatici. Flashcards
BENZENE
Formula: C6H6 - capostipite dei composti aromatici
AROMATICITÀ = insieme delle proprietà che derivano dalla delocalizzazione degli elettroni π sull’intera molecola.
Gli IDROCARBURI AROMATICI (detti anche ARENI) hanno simbolo generale Ar.
Struttura benzene:
- anello esa-atomico
- con tre doppi legami
- alternati a tre legami semplici: tutto questo per rispettare la condizione tetravalente di ogni atomo di C.
Poiché non sappiamo tra quali coppie alternate di atomi di carbonio si viene a formare il doppio legame, si può immaginare che la situazione reale oscilli continuamente tra due formule limite o mesomere (FORMULE DI RISONANZA).
F. limite 1 + F. limite 2 -> ibrido di risonanza
Nell’ANELLO BENZENICO = tutti gli atomi di C ibridati sp2 (spiega la struttura planare del benzene, angoli a 120°).
Stabilità + scarsa tendenza a dare reazioni di addizione => dovuta al particolare modo con cui avviene la formazione dei legami π
Scheletro esagonale - rappresentato da legami σ tra C-C.
Ogni atomo di carbonio dispone inoltre di un elettrone spaiato (singoletto) su di un orbi- tale 2pz non ibridato.
La possibilità di accoppiare lateralmente i lobi superiori e quelli inferiori degli orbitali 2pz non ibridati di 2 C adiacenti, esiste per tutti gli atomi di C in egual modo.
Come si forma il legame?
Con una sovrapposizione parallela ed equivalente di tutti i lobi superiori e di tutti i lobi inferiori degli orbitali 2pz (in questo modo i legami π non sono esattamente localizzati su particolari coppie di atomi di C adiacenti).
Sono invece ELETTRONI DELOCALIZZATI, distribuiti in misura omogenea su tutto l’anello.
REGOLA DI HÜCKEL
Un sistema ciclico costituito da n anelli si definisce aromatico se il numero degli elettroni π delocalizzati è 4n + 2.
Es. benzene = C6H6 (6 elettroni π delocalizzati, 1 per ciascun atomo di C)
1 anello, quindi n = 1
4 x 1 + 2 = 6
Il benzene obbedisce alla regola di Hückel.
ALCHILBENZENI
Molti composti contengono DUE o PIÙ gruppi sostituenti. In questi casi, è importante poter indicare la POSIZIONE dei due gruppi legati all’anello.
Quando i sostituenti sono DUE, si possono avere TRE isomeri, indicati con i termini:
orto- (separati solo da 1 legame chimico)
meta- (separati da 2 legami chimici - oppure da 1 C)
para- (separati da 3 legami chimici - oppure da 2 C)
Quando sono presenti più sostituenti, è conveniente indicare la loro posizione a partire dal sostituente principale (posizione 1).
Es. 3,5-dinitrotoluene; 2,4,6-trinitrotoluene; 1,3,5-trimetilbenzene; ecc.
EFFETTO DEI 2° GRUPPI SOSTITUENTI SULLA REATTIVITÀ DELL’ANELLO
Il gruppo sostituente già presente influenza:
- sia la REATTIVITÀ dell’anello,
- sia il POSIZIONAMENTO del secondo gruppo sostituente (orto-, para- e meta).
Alcuni sostituenti rendono l’anello PIÙ REATTIVO (gr attivanti) rispetto a quello del benzene, altri lo rendono invece MENO REATTIVO (gr disattivanti).
Gruppi orientati in: 1. orto e para attivanti -R -Ar gr amminici (-NH2; -NHR; -NR2) gr contenenti O od S (-OH; -OR; -SH)
- Tutti i gruppi attivanti sono, senza eccezioni, orientanti in orto e in para.
- orto e para disattivanti
alogeni (-F; -Cl; -Br; -I) - meta disattivanti
-NO2
gr contenenti C/S ed O (-COOH; -COOR; -CHO; -CONH2; -SO3H)
* gruppo idrossisolfonile (-SO3H)
- I gruppi disattivanti orientano in meta, con l’eccezione degli alogeni che orientano in orto e in para.
Quando nell’anello benzenico è già legato un sostituente attivante, l’intera molecola diventa più attiva e tende a legare a sé un secondo sostituente, poiché è esaltata la reattività del nucleo aromatico.
Sappiamo che la velocità della reazione dipende dall’attacco ELETTROFILO all’anello, per cui i gruppi sostituenti che:
1. AVVICINANO gli elettroni di legame all’anello (gruppi elettron-repulsori)
ACCELERANO la reazione (stabilizzano il carbanione),
- mentre i gruppi elettron-attrattori la rallentano
(DESTABILIZZANO il carbanione)
- Effetto induttivo: capacità di un atomo / gr funzionale di (de)stabilizzare una molecola, un radicale o uno ione grazie alla propria EN.
