Química Orgánica, 7 º Edición
LG Wade, Jr.
capítulo 16
Los compuestos aromáticos
Clase 1
Descubrimiento de benceno
• Aislado en 1825 por Michael Faraday que determina
relación C: H para ser 1: 1.
• Sintetizado en 1834 por Eilhard Mitscherlich que determina
fórmula molecular para ser C 6 H 6.
• Otros compuestos relacionados con un bajo C: H ratios tenían un
olor agradable, por lo que se clasificaron como aromático.
Química Orgánica II - Clase 1
2
Estructura Kekulé
• Propuesta en 1866 por Friedrich Kekulé, poco después de enlaces
múltiples fueron sugeridos.
Química Orgánica II - Clase 1
3
Estructuras de resonancia del benceno
•
El benceno es en realidad un híbrido de resonancia entre las dos estructuras de
Kekulé.
•
resonancia de benceno puede estar representado por dibujar un círculo en el interior
del anillo de seis miembros como una representación combinada.
Química Orgánica II - Clase 1
4
Estructura del benceno
•
Cada sp 2 C hibridado en el anillo tiene un no hibridada
pag orbital perpendicular al anillo que se solapa alrededor del
anillo.
•
Los seis electrones pi están deslocalizados sobre los seis átomos de carbono.
Química Orgánica II - Clase 1
5
Nombres comunes de
Derivados del Benceno
Química Orgánica II - Clase 1
6
disustituidos Bencenos
•
Los números también se pueden utilizar para identificar la relación
entre los grupos; orto- es 1,2-disustituido, meta- es 1,3, y para- es 1,4.
Química Orgánica II - Clase 1
7
Tres o más sustituyentes
Use los números más pequeños posibles, pero el
carbono con un grupo funcional es # 1.
Química Orgánica II - Clase 1
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Nombres comunes para
disustituidos Bencenos
CH 3
CO OH
CH 3
OH
CH 3
CH 3
metro- xileno
CH 3
H 3 do
mesitileno
o- toluico
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H 3 do
pag- cresol
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Fenilo y bencilo
CH 2 B r
bromuro de bencilo B r
bromuro de fenilo
Fenil indica el adjunto anillo de benceno. El grupo bencilo
tiene un carbono adicional.
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Ejemplo
Química Orgánica II - Clase 1
11
Ejemplo
Química Orgánica II - Clase 1
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La adición de bromo a inusual
Benceno
•
Cuando bromo se añade a benceno, un catalizador tal como Febr 3 que se
necesita.
•
La reacción que se produce es la sustitución de un hidrógeno
por bromo.
•
La adición de Br 2 al doble enlace no se observa.
Química Orgánica II - Clase 1
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Molar calores de hidrogenación
Química Orgánica II - Clase 1
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anulenos
•
Anulenos son hidrocarburos con la alternancia de enlaces simples y
dobles.
•
El benceno es un anuleno de seis miembros, por lo que puede ser
nombrado [6] -annulene. Cylobutadiene es [4] -annulene, ciclooctatetraeno
es [8] -annulene.
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anulenos
• Se propusieron todos los
hidrocarburos conjugados cíclicos
ser aromático.
• Sin embargo, ciclobutadieno es tan
reactivo que dimeriza antes de que
pueda ser aislado.
• Ciclooctatetraeno añade Br 2 fácilmente
a los dobles enlaces.
• orbitales moleculares pueden
explicar aromaticidad.
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dieciséis
Requisitos aromáticos
•
La estructura debe ser cíclico con conjugado
enlaces pi.
•
Cada átomo en el anillo debe tener un no
hibridada pag orbital ( sp 2 ).
•
los pag orbitales deben solaparse continuamente alrededor del anillo. La
estructura debe ser planar ( o cerca de plana para superposición efectiva que
se produzca)
•
La deslocalización de los electrones pi sobre el anillo debe
bajar la energía electrónica.
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Regla de Hückel
•
Una vez que se cumplen los criterios aromático, se
aplica la regla de Hückel:
• Si el número de electrones pi es ( 4 N + 2 )
el compuesto es aromático (donde norte
es 0,1, 2, 3, ...)
Química Orgánica II - Clase 1
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Anti y no aromáticos
• compuestos antiaromático son cíclicos, conjugados, con la
superposición de pag orbitales alrededor del anillo, pero
deslocalización electrónica
aumenta su energía electrónica: Si el número de electrones pi
es ( 4 NORTE) el compuesto es antiaromático.
• compuestos no aromáticos hacen No tener un continuo anillo de
solapamiento pag orbitales y pueden estar no plana .
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La superposición de orbitales ciclooctatetraeno
•
Ciclooctatetraeno asume una conformación bañera no plana que evita la mayor
parte de la superposición entre los enlaces pi adyacentes. La regla de Hückel
simplemente no se aplica.
Química Orgánica II - Clase 1
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anulenos
• [4] anuleno es antiaromático.
• [8] anulen sería antiaromático, pero no es plana,
por lo que es no aromático.
• [10] anuleno es aromático a excepción de los
isómeros que son no plana.
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anulenos
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Los iones ciclopentadienilo
•
El catión tiene un vacío pag orbital, 4 electrones, por lo que es antiaromático.
•
El anión tiene un par de electrones no enlazantes en una pag
orbital, 6 electrones, es aromático.
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Desprotonación de ciclopentadieno
•
Por desprotonación de la sp 3 carbono de ciclopentadieno, los electrones en
el pag orbitales pueden ser deslocalizados sobre los cinco átomos de
carbono y el compuesto serían aromático.
•
El ciclopentadieno es ácida debido a la desprotonación lo convertirá a
un ion aromático.
Química Orgánica II - Clase 1
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Ver orbital de la desprotonación
de ciclopentadieno
•
La desprotonación permitirá la superposición de todos los orbitales p
en la molécula.
•
Ciclopentadieno no es necesariamente tan estable como benceno y
que reacciona fácilmente con electrófilos.
Química Orgánica II - Clase 1
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catión ciclopentadienilo
•
La regla de Hückel predice que el catión ciclopentadienilo, con
cuatro electrones pi, es antiaromático.
•
De acuerdo con esta predicción, el catión
ciclopentadienilo no se forma fácilmente.
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tropilio Ion
aromático
•
El catión cicloheptatrienilo tiene 6 electrones pi y un vacío pag orbital.
•
El catión cicloheptatrienilo se forma fácilmente por tratamiento del
correspondiente alcohol con diluido (0,01 N) de ácido sulfúrico acuoso.
•
El catión cicloheptatrienilo se conoce comúnmente como el ion tropilio.
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ciclooctatetraeno Diaion
• Ciclooctatetraeno reacciona con potasio metálico para
formar un dianión aromático.
• El dianión tiene 10 electrones pi y es aromático.
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¿Cuál de los siguientes es un
compuesto aromático?
No aromático
Aromático
Hay un sp 3 carbono en el anillo, la
Todos los carbonos son sp 2
deslocalización no será completa.
hibrida y que obedece a la regla
de Hückel.
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Sistema Pi piridina
•
Piridina tiene seis electrones deslocalizados en su sistema pi.
•
Los dos electrones no enlazantes en nitrógeno están en una
sp 2 orbital, y que no interactúan con los electrones pi del
anillo.
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piridina
• La piridina es básico, con un par de electrones no enlazantes
disponibles a un protón abstracto.
• La piridina protonada (el ión de piridinio) es todavía
aromático.
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Sistema Pi pirrol
•
El átomo de nitrógeno de pirrol es sp 2 hibridado con un par solitario de
electrones en el pag orbital. Esta pag orbital se solapa con el pag orbitales
de los átomos de carbono para formar un anillo continuo.
•
El pirrol es aromático, ya que tiene 6 electrones pi ( N = 1).
Química Orgánica II - Clase 1
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pirrol
Química Orgánica II - Clase 1
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otros heterocíclicos
Química Orgánica II - Clase 1
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Siguiente clase
sustitución aromática electrofílica
Química Orgánica II - Clase 1
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