Compuestos aromáticos

COMPUESTOS AROMÁTICOS QUÍMICA DE LOS DERIVADOS DEL BENCENO

Soñé serpientes que danzaban

frente a mí y de pronto una de

ellas colocó su cola dentro de

su boca. Por fin encontré la

estructura del benceno, es un

cíclico de seis carbonos y seis

hidrógenos con dobles enlaces

alternados.

August Kekulé

(Químico Alemán)

HIDROCARBUROS AROMÁTICOS

Son compuestos que son similares al benceno en estructura y

comportamiento químico.

Benceno

Líquido con olor característico

Fue descubierto en 1825 por Michael Faraday a partir de una

mezcla aceitosa que condensaba del gas de alumbrado.

Es tóxico (depresor del sistema nervioso central que afecta la

médula ósea; carcinógeno)

Fórmula molecular: C6H6

En 1865 Kekulé, un químico alemán, publicó su

hipótesis acerca de la estructura del benceno

considerándola como un cíclico de seis carbonos y

seis hidrógenos con dobles enlaces alternados.

Esta estructura con dobles enlaces

alternados localizados no logró

explicar algunas de las propiedades

del benceno.

Estudios de rayos X revelaron que en el benceno los seis enlaces carbono-carbono

presentaban una longitud de 1.39 Å.

¿Por qué el benceno posee 6 enlaces intermedios entre C=C (1.34 Å) y C – C (1.54 Å)?

Todo lo anterior indica que el benceno no es una estructura con los enlaces pi

localizados, sino que éstos se encuentran en resonancia.

Híbrido de

resonancia

Formas contribuyentes al híbrido de

resonancia

Analogía de la Resonancia

Todo aquel compuesto que se puede representar con dos o más estructuras con diferente

ordenamiento de electrones pero idéntico ordenamiento de átomos, presentará resonancia.

Híbrido de resonancia:

Molécula o ion que presenta electrones deslocalizados y posee por lo tanto un orbital

molecular deslocalizado.

Condiciones para la Resonancia

Los electrones se deben mover a través de los orbitales p entre los átomos =

deslocalización de electrones.

Debe presentar dobles enlaces alternados (o triples).

Pueden participar en la deslocalización, electrones que estén en orbitales p de

átomos de C, N, O, S que presenten hibridación sp2 o sp ya sea enlazantes o

pares de electrones no compartidos.

La posición de los núcleos de los átomos no debe cambiar, solamente la

posición de electrones pi.

Formas contribuyentes al híbrido de resonancia

Distintas fórmulas electrónicas que se utilizan para representar a un híbrido de resonancia

Ejemplos de resonancia:

Carácter Aromático

¿Qué características son necesarias para que una molécula sea aromática?

En cuanto a su forma de reaccionar:

Debe presentar el mismo comportamiento químico que el benceno, es decir,

debe llevar a cabo reacciones de sustitución electrofílica aromática (SEA)

En cuanto a su estructura:

Debe ser cíclica con cierto número de enlaces pi conjugados

Los átomos del anillo deben presentar hibridación sp2 u ocasionalmente sp

Cada uno de los átomos en el anillo debe tener orbitales p los cuáles deben

traslaparse (normal y parcial).

La estructura debe ser plana (o casi plana) para que el traslape de los

orbitales p sea más efectivo.

Debe ocurrir deslocalización de electrones pi.

Además, debe cumplir con la Regla de Hückel

Regla de Hückel

Para que un compuesto sea aromático debe cumplir con la regla de Hückel, que establece

lo siguiente:

“El compuesto debe ser plano y cíclico, además, su nube p no debe interrumpirse y

deberá contener (4n + 2) p electrones, donde n es un número entero”

Los anulenos son hidrocarburos monocíclicos con dobles enlaces alternados

Ni el ciclopropeno ni el anión ciclopropenilo son aromáticos

Sin embargo, el catión del ciclopropeno si es aromático

En el caso del ciclopentadieno, al generar un anión que es aromático, el pKa disminuye si se

compara con un hidrocarburo normal

Compuestos aromáticos heterocíclicos

Un compuesto heterocíclico es un compuesto cíclico

en el cual uno o más de los átomos del anillo es diferente del carbono

La piridina

El par de electrones no enlazante está en un orbital

sp2 por lo que es una base débil, pKb = 8.8

El pirrol

Anillos fusionados

• Naftaleno

• Antraceno

• Fenantreno

Al aumentar el número de anillos, la energía de resonancia disminuye

Nomenclatura de Compuestos Aromáticos

1. Muchos de los hidrocarburos aromáticos reciben nombres especiales que se toman como

base en el sistema IUPAC:

Anillos disustituidos:

orto- meta- para-

1,2- 1,3- 1,4-

o-Xileno m-Xileno p-Xileno