Hidrocarburos aromáticos Flashcards
Qué son los hidrocarburos aromáticos?
Compuestos basados en el anillo de benceno como unidad estructural
Qué hibridación tienen los hidrocarburos aromáticos?
Sp2
A qué alude el nombre AROMÁTICO?
A la presencia de tres dobles enlaces conjugados en una estructura anular, a la mayor estabilidad y compuestos relacionados.
Ángulo de enlace de hidrocarburos aromáticos?
120°
Quién fue el primero en postular la estructura del benceno? Qué postuló? Cómo lo escribimos ahora?
Kekulé. Postuló que la molécula podía presentar dos distribuciones electrónicas posibles (formas de resonancia). Cómo un híbrido de ambos.
Cuantas más estructuras canónicas….
más estable y más posibilidades de deslocalización de electrones.
Preferencia de reacciones: adición o sustitución? Por qué?
Sustitución. Por que así conserva el carácter aromático.
Qué es la energía de resonancia?
Es la disminución de la energía intrínseca de dicha molécula como consecuencia de la deslocalización de electrones.
Qué es estructura de resonancia?
Distintas distribuciones electrónicas que dicha molécula pueda asumir.
Qué es un híbrido de resonancia?
Es una molécula con una distribución electrónica particular que surge de la contribución conjunta y aditiva de todas las estructuras de resonancia posibles.
Cuándo estamos ante un derivado de benceno?
Cuando uno o varios de los H del benceno han sido sustituidos.
Qué pasa si un átomo o grupo de átomos unidos al anillo tiene electrones no compartidos? Dibujar
Los electrones esos pueden compartirse con el anillo.
Pág. 117.
Qué pasa si un átomo o grupo de átomos unidos al anillo tiene orbitales vacíos? Dibujar
El anillo puede compartirles. Página 119
Cómo se forma un radical libre fenilo? Nombre genérico
Se forma cuando una molécula de benceno ha sufrido una ruptura homolítica de uno de los enlaces C-H. Radical arilo.
PROPIEDADES FÍSICAS
Polares o apolares?
Solubles en agua?
Más o menos densos que el agua?
Apolares
Insolubles en agua
Menos densos que el agua
Para que se usaba el benceno? Quién lo reemplaza?
Como disolvente pero se dejo de usar porque daba cancer. El tolueno.
De donde viene la mayor parte del benceno?
Del petróleo
El benceno presenta propiedades ácidas o básicas? Por qué? Entonces con que reactivos reacciona?
Básicas. Debido a la presencia de su nube electrónica. Entonces reacciona con reactivos electrofílicos.
Qué pasa en SUSTITUCIÓN AROMÁTICA ELECTROFÍLICA? (términos generales) SAE
Un átomo de H es reemplazado por un reactivo electrofílico
Pasos de la SUSTITUCIÓN AROMÁTICA ELECTROFÍLICA.
Formación de un complejo pi
Formación de un carbocatión
Sustracción del protón
Qué pasa en la Formación de un complejo pi (SAE)?
Qué etapa es lenta o rápida?
Dibujar
El reactivo electrofílico es atraído por la nube electrónica del benceno y es retenido débilmente por atracción electroestática.
Qué pasa en la formación de un carbocatión? Qué complejo se forma? Qué pasa con la carga positiva? Qué etapa es la lenta o la rápida? Cuanto necesita de energía de activación? Dibujar.
SAE
El reactivo electrofílico que conforma el complejo pi se une a un átomo de C para formar un carbocatión (complejo sigma). La carga positiva migra en el núcleo bencénico debido a la deslocalización de electrones.
Se debe interrumpir esa total deslocalización para dar lugar a la deslocalización parcial. Es el paso más lento y requiere mucha energía de activación.
Qué pasa en la sustracción del protón? Dibujar
SAE
Una vez formado, el carbocatión pierde rápidamente un protón reestableciendo la aromaticidad del anillo y formando el producto
Ejemplos de sustitución electrofílica
.
Nitración del benceno
Halogenación del benceno
Sulfonación del benceno
Alquilación de Friedel- Crafts
NITRACIÓN DEL BENCENO
Cómo se nitra el benceno? Qué se necesita? Cuál es el reactivo electrofílico? Dibujar la reacción
El benceno se nitra por un tratamiento con una mezcla de ácido nítrico y ácido sulfúrico concentrados denominado mezcla nitrante. Esta mezcla genera NO2+ o ión nitronio que es un reactivo electrofílico.
Pag. 122
HALOGENACIÓN DEL BENCENO
Cuando tiene lugar la halogenación directa? Sirven?
En presencia de un ácido Lewis, estos sirven como catalizador.
HALOGENACIÓN DEL BENCENO
Qué se combina para formar el electrófilo o en este caso ácido de Lewis? Qué forman? Dibujar
Cloruro de aluminio o el cloruro de hierro se combinan con cloro. Forman un complejo ácido de Lewis/base de Lewis. Pag. 123
SULFONACIÓN DEL BENCENO
Cómo se hace? Cuál es el reactivo electrofílico? Por qué es una reacción reversible? Dibujar
Tratándolo con ácido sulfúrico concentrado. SO3 (trióxido de azufre). Porque todos los pasos están en equilibrio. Pág. 124
ALQUILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS
En términos generales que pasa?
Los halogenuros de alquilo reaccionan con el benceno en presencia de cloruro de aluminio para producir alquibencenos.
ALQUILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS
Por qué se necesita al cloruro de aluminio?
Qué le hace al halogenuro de alquilo terciarios y secundarios? Dibujar.
Porque los halogenuros de alquilo no son lo suficientes electrófilos para atacarlos. Este, el cloruro de aluminio sirve como un ácido de Lewis (catalizador).
Conduce a la formación de carbocationes que luego ataca a los anillos.
Pág. 125
ALQUILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS
Qué pasa con los halogenuros de metilo y etilo?
Quíen es la especie electrofílica en este caso?
Dibujar
No forman carbocationes tratados con cloruro de aluminio. Pero si alquilan al benceno en condiciones Friedel-Crafts.
El complejo de cloruro de aluminio con los halogenuros de metilo y etilo.
Pág 126
Qué pasa cuando se introdujo el sustituyente a el benceno? Cuál es el C 1?
Queda definida la numeración de los carbonos.
El carbono sustituido.
Cuáles son los carbonos en posiciones orto? En posición meta y en posición para?
2 y 6 orto. 3 y 5 meta. 4 para
Efecto inductivo de los sustituyentes: Dadores o toman electrones del anillo?
Grupo alquilo?
Halógenos? Por qué?
Quién de estos dos hará a la molécula más reactiva ante un segundo sustituyente?
Dador
Toma. Por que es más electronegativo
El grupo alquilo hará a la molécula más reactiva ante un segundo sustituyente.
Qué pasa cuando un grupo sustituyente tiene electrones no compartidos y esta unido a un anillo bencénico? Ejemplos
Por qué efecto pasa esto?
Son capaces de interaccionar con los orbitales pi deslocalizados cediendo electrones.
Grupos OH, halógenos, amino, metilo.
Efecto mesomérico.
Qué pasa cuando un sustituyente (que le faltan electrones) esta unido a un anillo bencénico? Ejemplos
Este puede sustraer electrones del anillo por efecto mesomerico.
Grupos nitro y aldehído
Cuando se sustraen o ceden electrones al anillo se aumenta o disminuye la velocidad de reacción para la entrada de un segundo sustituyente. Qué grupos aceleran la velocidad? Donde generan las cargas estos sustituyentes y que significa eso?
Cuáles son los grupos activates?
Los que aportan electrones al anillo. Genera las cargas negativas en posiciones orto (2 y 6) y para (4).En esas posiciones va a ingresar el sustituyente.
Amino, hidroxilo y metilo.
Cuando se sustraen o ceden electrones al anillo se aumenta o disminuye la velocidad de reacción para la entrada de un segundo sustituyente. Qué grupos disminuyen la velocidad? Donde generan las cargas estos sustituyentes y que significa eso?
Ejemplos
Los que sustraen electrones. Generan cargas positivas en posiciones orto (2 y 6) y para (4).entonces las desactivan. Es decir que la segunda sustitución se va a dar en posiciones meta (3 y 5).
nitro y aldehídos
Qué pasa con el efecto mesomérico y los halogenuro de arilo (clorobenceno)? Qué hacen?
Estos por efecto inductivo retiran electrones y por efecto mesomérico aportan. Orientan los segundos sustituyentes a las posiciones orto y para, pero la velocidad de reacción se ante un segundo sustituyente se ve disminuida.
Qué son los compuestos aromáticos polinucleares?
Son hidrocarburos que contienen dos o más núcleos aromáticos conectados con átomos de carbonos que son comunes a dos o aún tres anillos.
Ejemplos de compuestos polinucleares
Naftaleno
Antraceno
Fenantreno
NAFTALENO Dibujar De qué se obtiene? Otros nombres? Para qué se lo usa?
Pág 130 A
Se obtiene del alquitrán de hulla y del petróleo.
Naftalina
Para ahuyentar polillas.
ANTRACENO
Dibujar
De qué se obtiene?
Pág. 130 fig 31
Se aísla de la fracción de elevado punto de ebullición del destilado de alquitrán de hulla.
FENANTRENO
Dibujar
De qué se obtiene?
Qué importancia tiene?
Pág. 131
Se obtiene de la destilación del alquitrán de hulla.
Tiene importancia biológica, es unidad molecular básica de los esteroides.
