Benceno - RESUMEN

Benceno y-
RESUMEN
aromaticidad
En los primeros años de la química orgánica, la palabra aromático se utilizaba
para describir sustancias fragantes como el benzaldehído (de las cerezas, los
duraznos, y las almendras), el tolueno (del bálsamo de Tolú) y el benceno (del destilado del alquitrán). Pero pronto se comprobó que las sustancias agrupadas como
aromáticas diferían de la mayor parte de los otros compuestos orgánicos en su
comportamiento 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/moi
menos negativo de lo que esperaríamos para un trieno.
* Es plano y tiene la forma de un hexágono regular. Todos ios ángulos de
valencia son de 120° y todos los enlaces carbono-carboiio tienen, una
longitud cíe 139 prn,
* Presenta reacciones de sustitución que retienen la conjugación, cíclica, en lugar de reacciones de adición ülwfcrüíSicas que podrían destruir la conjugación.
* Es un híbrido de resonancia cuya estructura es intermedia entre dos
estructuras de Hneas de
Aunque estos factores podrían darnos xxna buena üescriprión del benceno y
de otras moléculas aromáticas, no bastan. Se necesita algo más, llamada regía de
Hückel 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 y
monocíclico 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 electrofílica
aromática
La reacción más común de los compuestos aromáticos es la sustitución electrofílica aromática; esto es, un electrófilo (E+) reacciona con un anillo aromático y
sustituye uno de los hidrógenos:
Una reacción de sustitución electrofílica aromática se efectúa en dos etapas: la reacción inicial de un electrófilo, E*, con un anillo aromático, seguida por
la pérdida de H + del carbocatión intermediario estabilizado por resonancia para
regenerar 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
FeCI3
Clorobenceno
Halogenación
Br2
FeBr3
Bromobenceno
HN03
Nitración
H2S04
Sulfonación
Alquilación de
Friedel-Crafts
Nitrobenceno
Ácido
bencen-sulfónico
AICI3
un
alquil-benceno
Acilación de
Friedel-Crafts
R-COCI
yna ce tona
AICI3
(formación de un
acil-benceno)
BENCENO CON UN SEGUNDO SUSTITUYENTE
En el caso en que ya se encuentre un sustituyente previo en el anillo de benceno, ese sustituyente va a
afectar la entrada de un segundo sustituyente. Ver la Tabla siguiente:
CLASIFICACIÓN DE LOS SUSTITUYENTES
Sustituyeme?; activadores y rtesaclivadüres para la
sustitución electrofflita a r o m á í i c a ! ~ ~ ~ " '
(V
Activadores —
—I
i.
—NH 2 —OCH3 —CÍ-IS (alkyl)
Fí
».
<c
-Olí -ÑllCOCIl, ~¿
o
— Desactivado? es
0
1
-C—H
— Ür«1
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Reacflvidftd
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— C—OH
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I
o
o
Activadores
orient adores
orlo-para
Vi
*^
V
—.SO3»
Desactivados
orientadores meta
Desacllvadores
orientadores
orto-pata
Figura 16.14 Clasfficacfón de los efectos orientador es_de los
susUtuyentes
entes.
ii
i
H
EFECTOS DE LOS SUSTITUYENTES.ÍGrupos activadores.- Donain electrones al anillo
A).- Influyen en la reactividad del anulo \s desactivadores.- Atraen electrones del anillo
~~
~"~
'
orto, para
B}.- Influyen en la orientación de la reacción
meta
Formas en las que un grupo sustituyente puede donar o atraer electrones:
a).-Porefectos inductivos . -
O—R
b},-
Por efectos de resonancia . -
-NK 3