COMPUESTOS AROMÁTICOSLos compuestos aromáticos tienen en común la presencia en su estructura de un anillo benceno, estructura muy particular, descubierta en 1825 por Michael Faraday, cuya estabilidad fue interpretada en 1939 cuando el químico norteamericano Linus Pauling presentó el concepto mecánico cuántico del enlace molecular y representó a los electrones que forman sus enlaces “resonando” entre los átomos que unían. Desde su descubrimiento, el benceno y sus derivados han sido utilizados en innumerables síntesis, como productos intermediarios y/o finales. Compuestos aromáticos, en química orgánica, un grupo amplio de compuestos que contienen anillos cerrados de átomos de carbono. Los compuestos... Artículos relacionados Antraceno Benceno 7 elementos EL BENCENO: Los hidrocarburos aromáticos constituyen un grupo dentro de los hidrocarburos clínicos no saturados. Todos ellos se derivan de uno de ellos el benceno.según indica su nombre este compuesto es un hidrocarburo clinico con seis atomos de carbono y tres dobles enlaces -trieno- su formula empírica es C6H6 y también se les llama algunas veces feno. FORMAS DE REPRESENTAR LA MOLÉCULA DEL BENCENO: El benceno suele representarse de las siguientes formas: Como un hexágono reguló un círculo en su interior (este círculo trata de representar los electrones deslocalizados) Como hexágono regular con tres dobles enlaces alternados. Cuando se sustituye un único átomo de hidrógeno por un radical alquilico. un alógeno o cualquier otro tipo de sustitúyete. NOMENCLATURA DE LOS COMPUESTOS AROMÁTICOS: Para nombrar los compuestos aromáticos siempre según las normas de IUPAC hay que tener en cuenta él numero de sustituyentes que ocupan la posición de los átomos de hidrógeno que componen la molécula del benceno. basada en la mecánica cuántica. unido a un carbono en el anillo del benceno. siendo n un número natural incluyendo el cero. Compuestos aromáticos policlínicos: Estos compuestos derivados del benceno están formados por la unión de dos o más hidrocarburos aromáticos clínicos. POSICIONES RELATIVAS EN EL ANILLO DE BENCENO: Tomando como referencia una posición en el anillo del benceno las dos contiguas a ella se denominan posiciones orto. el nombre del compuesto se constituye poniendo en primer lugar el nombre del radical o sustitúyete y añadiendo después la palabra benceno. que indica que un compuesto es aromático cuando el número de electrones deslocalizados es igual a 4n+2. SITUACIONES AROMÁTICAS ELECTROFILICAS: Consiste en reemplazar un hidrógeno. Por otro o grupo mediante el ataque de electrofilo al citado anillo. que se unen a través de dos átomos de carbono . No obstante muchos de estos compuestos poseen un nombre propio especifico tradicional por ejemplo el metil-benceno es conocido como tolueno y el vinivelceno se llama tradicionalmente estireno. REGLA DE HUCKEL: Es una norma general. las que están separadas por una intermedia meta y la que se encuentra en el vértice opuesto. benzaldehído. Los compuestos derivados del benceno. además de algunos productos biológicos y farmacéuticos como la hormona femenina llamada estrona. aromático. El presente trabajo esta destinado a analizar de forma exhaustiva los compuestos aromáticos. Hoy. A pesar de su escasa reactividad participan activamente en las reaccione de sustitución. Entre ellos se cuenta el benceno. el término aromático. la morfina y el diazepan (valium) Se ha observado que la exposición prolongada al benceno mismo reduce la actividad de la medula ósea (la deprime) y provoca como consecuencia la . se comportaban químicamente distinto. tanto físico como químico con el benceno. por su parte son en su mayoría líquidos insolubles en agua y solubles en disolventes polares que lógicamente presentan numerosas afinidades de comportamiento. que los demás compuestos orgánicos. se ocupa para referirse al benceno y a los compuestos relacionados estructuralmente con él. se usaba para describir algunas sustancias en extremo fragantes como el benzaldehído (de cerezas. Tiene gran importancia en la industria ya que se utiliza como materia prima de numerosos compuestos siendo también utilizado como disolvente. El benceno es un liquido transparente y muy refrigerante. toxico y soluble en disolventes orgánicos. Los compuestos aromáticos y su uso Industrial En los comienzos de la química orgánica. Muchos de los compuestos aislados de fuentes naturales son total o parcialmente aromáticos. el tolueno (del bálsamo de Tolú) y el benceno (del destilado de carbón). duraznos y almendras). tolueno y sus derivados. Sin embargo pronto sé comprendió que las sustancias agrupadas en aquellos grupos.que a su vez pueden unirse a otros dos dando lugar a largas moléculas cuyos componentes son anillos bencénicos. su uso industrial y el riesgo inherente con él. Cuando se calienta a 1000ºC en la molécula de Hulla ocurre desintegración térmica (pirólisis) y destila una mezcla de hidrocarburos volátiles denominada alquitrán de hulla. El heptano (C7H16). Se había notado que durante los fríos fuertes el gas perdía su capacidad de producir llama al arder." (Curso de química orgánica. En 1812-1815. formando una capa de líquido transparente. al frío en el fondo en el fondo de las botellas. El petróleo consiste en una mezcla de alcanos y contiene pocos compuestos aromáticos. a altas presiones. por ejemplo se transforma en tolueno (C 7H8) por deshidrogenación y ciclación. Naftaleno. Xileno. Tebentiev. en Londres apareció por primera vez el alumbrado a base de gas. . estas botellas se colocaban por lo general en el sótano de las casas. Venia en botellas de hierro. Sin embargo en la refinación del petróleo se forman compuestos aromáticos.leucopenia (disminución de los glóbulos rojos en la sangre). En 1825 los propietarios de la fábrica de gas se dirigieron a Faraday para que les diera un consejo. Tolueno. El benceno. Faraday descubrió que la parte componente del gas que produce llama viva al arder se acumula. B Paulov y A. El gas por medio de unos tubos se distribuía por toda la vivienda. cuando se hacen pasar los alcanos sobre un catalizador a 500ºC. El gas de alumbrado obtenido de fuentes naturales (de la grasa de animales marinos). y una variedad de compuestos orgánicos. Cuando se destila esta mezcla se obtiene benceno. paginas 405 y 406). El carbón es una sustancia mineral constituida por anillos del tipo benceno unidos entre sí. Fuentes de hidrocarburos Aromáticos Los hidrocarburos aromáticos simples se usan como materia prima para la elaboración de los hidrocarburos más complejos y sus dos fuentes principales son el carbón (o hulla) y el petróleo. "La historia de descubrimiento del benceno es interesante. por lo cual se debe evitar el contacto directo y exposiciones prolongadas al benceno. Al examinar este liquido Faraday descubrió un hidrocarburo nuevo. Cuando un benceno posee más de dos sustituyentes. Es así como el metilbenceno es llamado tolueno. Los derivados del benceno monosustituidos se nombran de la misma forma que otros hidrocarburos. meta. el hidroxibenceno. A los bencenos cuando se encuentran disustituidos.4. el aminobenceno. están en carbonos vecinos.2 en el anillo. no sistemáticos.u m-disustituido cuando están en relación 1.o p-disustituido. para. el compuesto se nombra como un alcano sustituido por un fenilo. aunque en general se desalienta su uso.Tolueno Nomenclatura de compuestos aromáticos Las sustancias aromáticas han adquirido gran número de nombres comunes.3 en el anillo. etc. separados por un tercer carbono. anilina. que por lo general se abrevia con la letra griega mayúscula Fi. Cuando el benceno se encuentra unido a un alcano de más de seis carbonos. Así el C6H5NO2 es nitrobenceno y el C6H5Br es bromo benceno. usando la palabra -benceno como nombre principal. es decir. cuando se encuentran en relación 1. Los sustituyentes se nombran alfabéticamente cuando se establece el nombre. o -Ph. se debe nombrar enumerando la posición de cada uno de ellos en el anillo. en extremos opuestos de la molécula. La IUPAC permite mantener el uso de algunos de estos nombres. es decir. fenol. es decir. .u o-disustituido cuando tiene una relación 1. se les llama usando los prefijos orto. La numeración debe asignarse de manera que se asignen los números más pequeños posibles partiendo por el más importante. dos 1.Estructura del benceno de Kekulé A mediados del siglo XIX. El movimiento de los enlaces ocurre velozmente. que es el de adición. El problema partía en el dibromado. ya que existían cuatro isómeros. con lo cual los bromos no pueden separarse.2dibromociclohexatrieno. como por ejemplo. en vez del grupo C66H4Br2.5 enlaces. A continuación se verá los cuatro postulados de la teoría de resonancia del benceno y de los hidrocarburos aromáticos: .4dibromociclohexatrieno. Basándose en estos resultados. la cual requería cuatro dobles enlaces. y esto explicaba la formación de un solo sustituyente del monobromado.5ciclohexatrieno. se formara un producto de sustitución C6H5Br. Esto lo explicó Kekulé diciendo que los dobles enlaces se mueven con gran rapidez. Además se sabía que no experimenta reacciones características de alquenos.3-dibromociclohexatrieno y uno 1. cuando se le hace reaccionar lentamente con bromo en presencia de hierro.3. se sabía que el benceno era insaturado. anillos o una combinación de ambas cosas. y no se producían otros isómeros distintos. uno 1. Augus Kekulé propuso en 1865 que el benceno consiste en un anillo de carbonos y que puede formularse como un 1. el valor medio entre el doble y el sencillo. con una formula C6H6. Teoría de resonancia Como Kekulé dijo el benceno presenta dos posibles estructuras equivalentes en la cual cada enlace carbono .carbono es en promedio 1. carbono tiene un promedio de 1. Las estructuras resonantes difieren solo en las exposiciones de sus electrones. entonces. pero por convención se dice que el benceno toma una de las estructuras resonantes. no reales. cada enlace carbono .5 electrones. ni con ácido acuoso para generar alcoholes y tampoco con HCl gaseoso para producir halogenuros de alquilo. único. ni la hibridación de los átomos cambia de una estructura de resonancia a otra. Ni la posición. 2. tanto más estable será la molécula. En el benceno los seis núcleos de carbono forman un hexágono regular.1. Estabilidad del benceno El benceno no representa el comportamiento característico de los alquenos. tanto más estable será la molécula. que la estructura del benceno es única y no oscila entre dos estructuras de Kekulé. Cabe destacar que cualquiera de las estructuras de Kekulé que se tomen será en consecuencia equivalente. Así el benceno con dos formas de resonancia equivalentes. 4. Las estructuras resonantes son imaginarias. y todos los enlaces son equivalentes. (Química Orgánica McMurray. La estructura del benceno es un híbrido que no cambia. 3. Por ejemplo no reacciona con permanganato de potasio para formar productos de ruptura. Paginas 508-509). Tanto más estructuras de resonancia haya. en el que se combinan ambas formas de resonancia. para mayor facilidad de trabajo con su estructura en forma escrita. . Las distintas formas de resonancia no tienen que ser equivalentes. mientras que los electrones Pi son compartidos por igual entre los núcleos vecinos. Se puede concluir. es muy estable. Además no experimente reacciones de adición electrofílica. Sin embargo mientras más equivalentes sean las formas. tienen una longitud de 1. casi 36 Kcal/mol de estabilidad extra. el 1. el concepto de aromaticidad puede extenderse más allá formando los llamados compuestos aromáticos policíclicos. se advierte que para el ciclo hexatrieno (benceno).. /mol. debiera ser de tres veces el valor del ciclo hexeno.. Naftaleno y policiclos aromáticos Aunque la regla de Hückel se aplica solo a los compuestos aromáticos monociclos..8 kcal/mol. 12. Benzo(a)pireno.Se puede tener una idea de la estabilidad del benceno examinando los calores de hidrogenación. El más simple de estos es el Naftaleno. alcanza una variación de 55. 86 kcal/mol.16. con dos anillos bencenoides unidos lado a lado. Fenantreno.) no pueden ser aromáticas aunque sean cíclicas y conjugadas. Continuando con la analogía.3-ciclo hexadieno. 14. Las moléculas que contienen 4n electrones Pi (4. 6. es decir las moléculas que contienen 2. Así como el benceno es una forma intermedia entre sus fases de resonancia.54 Aº. Posee tres estructuras de Kekulé.18. una molécula será aromática si tiene un sistema monociclo planar.). es de 1.4 Kcal. Se puede desprender de esto que el valor para el segundo es poco menos del doble del valor que para el primero. Entre los compuestos aromáticos policíclicos se encuentran: el Naftaleno.. Aromaticidad y regla 4n + 2 de Hückel Según el científico Alemán Erich Hückel.. etc. Coroneno. . con un orbital P en cada átomo y solo si el sistema de orbitales P contiene 4n + 2 electrones Pi donde n es un numero entero (0. tres formas de resonancia. Otra prueba de la estabilidad poco usual del benceno se debe a la longitud de sus enlaces.39 Aº..4. 2. en el benceno la longitud de enlace es de 1. el naftaleno y todos los compuestos aromáticos policíclicos también son un punto intermedio entre sus fases de resonancia. Electrones Pi pueden ser aromáticos. Los enlaces sencillos carbono . El valor real para el ciclo hexatrieno es de 49./mol.carbono. 1. 8. y los de los dobles normales. El ciclo hexeno tiene una variación de 28 Kcal. 3. es decir.34 Aº. Antraceno.. con lo que forma un producto de sustitución normal. Todas estas reacciones pueden ser llevadas a cabo seleccionando los reactivos y condiciones apropiadas. Halogenacion: a) Bromación de anillos aromáticos: Se hacen reaccionar los anillos aromáticos con bromo. El yodo por si mismo no reacciona con los anillos aromáticos y se necesita un promotor para que efectúe adecuadamente la reacción. -Cl. Nitrar (sustituir por un grupo nitro: -NO2). con FeBr3 como catalizador dando como resultado bromobenceno como producto de sustitución.Sustitución electrofílica aromática La reacción más importante de los compuestos aromáticos es la sustitución electrofílica aromática. -At). convirtiéndola en una empresa electrófila más potente que reacciona como si fuera I+. -I. Mediante este tipo de reacción es posible anexar distintos sustituyentes al anillo aromático. . Sulfonar (sustituir por un grupo ácido sulfonico -SO3H). Los anillos aromáticos reaccionan en presencia de FeCl3 como catalizador. Se le puede Halogenar (sustituir con halógeno: -F. un electrófilo (E+) reacciona con un anillo aromático y sustituye uno de los hidrógenos. Estos promotores actúan oxidando el yodo. o sales de cobre como CuCl2. b) Cloración y Yodación: El cloro y el yodo pueden introducirse en el anillo aromático mediante una reacción electrofilica en las condiciones apropiadas. -Br. etc. Alquilar (sustituir por un grupo alquilo: -R). Los mejores promotores son los oxidantes como el peróxido de hidrogeno H2O2. Entonces el anillo aromático ataca el I+. Esto es. para producir clorobencenos. Nitrobenceno Sulfonacion aromática: Los anillos aromáticos pueden sulfonarse por reacción con ácido sulfúrico fumante (H2SO4 + SO3). NO2+. reversible. Este proceso es realmente importante para la industria de explosivos. Este ion genera un carbocatión intermediario. es de reacción. dependiendo de las condiciones que farmacéuticos. Este proceso ocurre similar a la bromación y nitración pero tiene la característica de Esta reacción tiene importancia en la elaboración de colorantes y productos . que se genera del ácido nítrico. por protonacion y perdida de agua. cuando este pierde un protón se genera el nitrobenceno como producto de sustitución. pigmentos y farmacia.Nitración Aromática: Los anillos se pueden nitrar con una mezcla de ácido nítrico y ácido sulfúrico concentrados. El electrófilo reactivo es HSO3+ o SO3. Se piensa que el electrofílo es el ion nitronio. La reacción es ineficaz cuando los anillos aromáticos se encuentran unidos a grupos fuertemente desactivadores. Esta reacción posee tres limitaciones fundamentales: 1. Fenoles y alcoholes aromáticos. La reacción finaliza con la perdida de un protón. El más simple de los fenoles es el hidroxi derivado del benceno llamado fenol o ácido carboxilico. (pueden anexarse un n-propil o un i-propil). Es difícil controlar él numero de alquilaciones que se desea producir.Alquilación de anillos aromáticos: Reacción de Friedel-Crafts: Es una sustitución electrofilica aromática en la cual el anillo ataca un carbocation electrofilo. ayuda al halogenuro de alquilo a ionizarse. Quinonas: Los fenoles son compuestos aromáticos que contienen un grupo hidroxilo unido directamente al núcleo. Solo se pueden usar halogenuros de alquilo. Este carbocatión se genera cuando el catalizador AlCl3. 2. tratando los derivados halogenados de los hidrocarburos bencenoicos con soluciones de álcalis a altas temperaturas. Pueden producirse transformaciones e el esqueleto del grupo alquilo. . por descomposición de sales de diazonio en condiciones adecuadas. 3. Fenol Los fenoles se sintetizan por fusión de sulfonatos con álcalis. 4. colorantes y sustancias medicinales.2. también se les conoce como hidrixitoluenos.5trihidroxibenceno(floroglucina) y 1. se obtienen del alquitrán de hulla.Cresoles: Son los homólogos más cercanos al fenol. Fenoles dihidroxilicos: Los más simples son los derivados del benceno y se conocen tres isómeros de este p-dihidroxibenceno (hidroquinona). m-dihidroxibenceno(resorcina) y odihidroxibenceno(pirocatequina). . se forma la quinona. El pirogalol se obtiene calentando ácido galico y despreciándose el dióxido de carbono y el contenido de oxigeno en mezclas gaseosas.trihidroxibenceno(pirogalol).4-trihidroxibenceno (hidroxihidroquinona).1. 2. El p-cresol es uno de los compuestos de putrefacción de las proteínas y posee al igual que los fenoles un gran poder bactericida por lo que se le usa en medicina y veterinaria. Fenoles trihidroxilicos: Existen tres trihidroxibencenos posibles: 1.3. La hidroquinona se emplea como revelador fotográfico. Esta molécula posee la estructura de un hexadieno unido a 2 oxigenos en forma para-. Quinonas: Al oxidarse la hidroquinona. la resorcina se emplea para fabricar plásticos. todas son sustancias cristalinas. Se utiliza para la fabricación de muchos colorantes.3. Aldehídos aromáticos: El más simple es el benzaldehído C6H5-CHO. Éteres aromáticos: Estos se pueden dividir en dos grupos: a) del tipo Ar-o-Ar. entre ellos tenemos los tres isómeros de la toluidina(o-. pues en la naturaleza se encuentra en dichos frutos. es decir. Al calentarlo en agua con pequeñas cantidades de hidróxido calsico o ácido sulfúrico. Pueden ser sintetizadas por método de Friedel-Crafts. es decir parte de la cetona puede contener un radical alifático o alquílico. se logra tratando el dimetilsulfato con fenoles en un medio alcalino. Los de la nitroanilina (o-. las aminas secundarias etc. C6H5-NH2 llamada anilina. p-). Existen muchos derivados de aminas aromáticas y son de gran uso industrial. uno de sus radicales pertenece a la serie alifatica y el otro a la aromática y se pueden obtener de dos maneras: El primero es tratando los derivados halogenados de los hidrocarburos con fenatos. m-. . El segundo es más fácil y menos costoso. Aminas aromáticas: La más simple es la fenilamina o aminobenceno. Industrialmente el benzaldehido se obtiene a partir del tolueno. Otro método de obtención es la oxidación directa de tolueno.alquil cetonas. se obtiene al fundir potasa cáustica con resinas vegetales. Cetonas aromáticas: Pueden ser de dos formas: diaril . haciéndose pasar a altas temperaturas sus vapores mezclados con aire. a través de un tubo catalizador (oxido férrico). El primer producto de la cloración es el cloruro de bencilo C6H5CH2Cl. el cual debe haber sido clorado con anterioridad.La floroglucina (floroglucinol). tratando con cloruros de ácidos los hidrocarburos aromáticos en presencia de cloruro de aluminio.cetonas o aril . el que en la cloración posterior pasa a cloruro de bencilidenoC6H5CHCl2. m-. p-). Se conoce también como esencia de almendras amargas. se forma benzaldehído. b) Eteres del tipo Ar-o-R. com/quimica/aromaticos/estructura-benceno . 1969.com/encyclopedia_761560068/Compuestos_arom %C3%A1ticos.BIBLIOGRAFIA A. 3º Ed.html http://www. Longman.msn.com/quimica/aromaticos/sustitucion-aromatica http://es. Rinehardt and Winston NY.msn. “Practical Organic Chemistry”.textoscientificos. R.html http://es..textoscientificos.com/encyclopedia_761560068/Compuestos_arom %C3%A1ticos.encarta. http://www.com/curso/excelencia/quimicaorganica/capitulo6. Vogel.htm http://www. Holt. 1972.mailxmail. 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