Compuestos Aromáticos

• Los compuestos aromáticos son aquellos que tienen el anillo de benceno C6H6,o sus compuestos relativos.

Benceno

La estructura del benceno

• El nombre “aromático” se refería originalmente a aceites de fragancia que tenían propiedades química similares (como el aceite de wintergreen (gaulteria), extracto de vainilla, etc.)

• La estructura molecular del benceno fue un misterio por un largo tiempo después de su descubrimiento, aunque la fórmula indica la presencia de enlaces dobles, el benceno no pasa por las mismas reacciones que los alquenos.

• La estructura de anillo del benceno fue propuesta por August Kekulé en 1865, quién sugirió que los enlaces doble ccambian positciones para dar dos estructuras equivalentes.

Las estructuras resonantes del benceno

• En realidad, los enlaces dobles y los enlaces simples en el benceno no cambian de posición.

• Las dos estructuras de Kekulé para el benceno son estructuras resonantes, lo que significa que cada estructura individual es ficticia.

• El anillo de benceno se representa a veces como un hexágono con un círculo dentro, que enfatiza que todas las posiciones en el anillo son equivalentes.

Hibridación de los compuestos aromáticos

• Los seis carbonos en el anillo de benceno son híbridos sp2, debido a que todos los carbonos están en la forma trigonal planar, el anillo de benceno es plano.

Hibridación de los compuestos aromáticos

• Los orbitales p no híbridos son perpendiculares al plano de los átomos de carbono, los seis orbitales p se traslapan lateralmente alrededor del anillo.

• Los 3 enlaces π esetán deslocalizados alrededor del anillo.

• Los seis electrones en estos enlaces se mueven libremente alrededor de toda la molécula de benceno.

• El benceno por tanto tiene una química completamente diferente de todos los alkenos “normales”.

Algunos errores aromáticos comunes

Nomenclatura para los derivados del benceno

• Regla 1. Cuando se reemplaza un solo hidrógeno del anillo de benceno, el compuesto puede nombrarse como un derivado del benceno.

• Regla 2. Varios derivados del benceno se conocen por su nombre común (trivial) más que por sus nombres formales IUPAC.

• Regla 3. Compuestos formados al reemplazar un hidrógeno del benceno con grupos de hidrocarburos más complejos pueden ser nombrados al llamar al anillo de benceno como un sustituyente, llamado grupo fenilo.

Ejemplos Regla 3

• Regla 4. Cuando dos grupos estén unidos a un anillo de benceno, tres estructuras isoméricas son posibles:

• Al nombrar estos compuestos se pueden usar prefijos orto (ortho) / meta / para, o números de posición (empiece a numerar en el grupo que corresponda primero en orden alfabético).

Ejemplos Regla 4

orto-dimetilbenceno

1,2-dimetilbencenoorto-metiltolueno

2-metiltolueno

meta-dimetilbenceno

1,3-dimetilbencenometa-metiltolueno

2-metiltolueno

para-dimetilbenceno

1,4-dimetilbencenopara-metiltolueno

2-metiltolueno

• Regla 5. Cuando dos o más grupos estén unidos al anillo de benceno, sus posiciones pueden indicarse numerando los átomos de carbono del anillo para obtener los números más pequeños posibles para las posiciones de unión. Se arreglan los grupos en orden alfabético.

Ejemplos. Proporcione un nombre IUPAC para los siguientes compuestos

Dibuje una estructura esqueletal para los siguientes compuestos

• – meta-etiltolueno• – ‘acido 2,5-dibromobenzoico• – para-nitrofenol• – 3-fenilheptano• – butilbenceno• – 1,4,5-tribromobenceno (qué está mal con este

nombre?)

Propiedades físicas de los compuestos aromáticos

• Justo como los alcanos y los alquenos, los compuestos aromáticos son no polares, y por tanto insolubles en agua (a menos que otros sustituyentes, como los grupos OH, estén presentes). Son usualmente menos densos que el agua.

• Muchos compuestos aromáticos se obtienen a partir del petróleo y alquitrán de hulla.

• El benceno y el tolueno se usan comúnmente como solventes, y son materiales a partir de los que se sintetizan otros compuestos orgánicos útiles.

• Algunas comidas contienen compuestos aromáticos, que pueden ser sintetizados por algunas plantas.

• Algunos aminoácidos y vitaminas aromáticos se conocen como esenciales, porque no tenemos la capacidad para sintetizarlos, y debemos obtenerlos de lo que comemos.

Propiedades Químicas de los Compuestos Aromáticos

• Los compuestos aromáticos son químicamente estables (a diferencia de los alquenos). NO pasan por ninguna de las reacciones de los alquenos que hemos discutido.

• La mayor reacción de interés es una reacción de sustitución en la que el hidrógeno se reemplaza por algún otro grupo:

• Esta es una reacción importante industrialmente, debido a que hay mecanismos que se pueden convertir el grupo nitro a muchos otros grupos funcionales posibles.

“The Big Bang”

• 2,4,6-trinitrotolueno (TNT)• Un explosivo poderoso, una onda de presión fuerte de

un detonador hace que la molécula se reorganice en dióxido de carbono, vapor de agua, nitrógeno (N2), y otros gases que se expanden rápida y destructivamente.

“The Big Bang”

• Nitroglicerina• Un líquido aceitoso, sin color, extremadamente

inestable, usualmente se mezcla con un material absorbente, como arcilla, para hacer la dinamita (Alfred Nobel, 1866).

glicerol/glicerina

ALGUNOS COMPUESTOS AROMÁTICOS IMPORTANTES

Estireno

• Usado para hacer poliestireno y espuma de poliestireno.

Benzaldehído

• Olor de almendras y cerezas, también se encuentra en duraznos y albaricoque.

Jacintin (Hyacinthin)

• Esencia floral encontrada en el Jacinto

Vainillina

• Componente esencial del aceite de vainilla; compuesto padre de los vainilloides.

Zingerone

• Un vainilloide, componente picante del gengibre

Cinnamaldehído

• Encontrado en aceite de canela; tiene una acción carminativa (libera sulfuro de hidrógeno, metano e hidrógeno en el intestino)

Eugenol

• Encontrado en aceite de laurel (hojas de laurel), aciete de clavos, pimienta de Jamaica (allspice, combina los sabores de canela, nuez moscada y clavos), claveles, cambiando la localización del doble enlace produce isoeugenol, que da el olor de la nuez moscada.

Anethole

• Aceite de semilla de anís, heneldo, estragón.

Benzyl acetate

• Aceite de jazmín, ingrediente común en perfumes.