2. 1. DEFINICIÓN:
Son hidrocarburos cíclicos de los que podemos
decir que están constituidos por el benceno y
todos aquellos compuestos que presentan un
comportamiento químico similar y que dan lugar a
la serie aromática, la cual se construye a partir
del benceno, fundamentalmente de dos formas :
Mediante la simple sustitución de los átomos de
hidrógeno del núcleo bencénico por otros
sustituyentes (bencenos sustituidos).
Mediante la unión de uno o más anillos
adicionales
(aromáticos o no), con sustituyentes o no, a una
o
más posiciones del anillo bencénico progenitor
(derivados aromáticos polinucleares).
3. 2. MOLÉCULA DE
BENCENO:
2.1
ESTRUCTURA: no pudo ser determinada de
La estructura de benceno
forma satisfactoria hasta 1931. El principal problema
era debido no a la complejidad de la molécula en sí,
sino que era consecuencia del limitado desarrollo de
la teoría estructural alcanzado en aquella época. El
problema estaba en conocer como se disponían los
átomos en la estructura para lo cual se propusieron
las siguientes estructuras:
H3C - CH3
C-C
(I)
C - CH3
H2C = CH - C
C – CH=CH2
( II )
4.
5. Luego de una exhausta investigación se descarta las
estructuras con excepción de la de Kekulé y se
descubre que la estructura real del benceno es la del
híbrido de resonancia que se representa con un
hexágono con un círculo.
7. Aquí se detalla los resultados que teóricamente se
obtendrían mediante difracción y espectrometría
(como rayos X cristalografía) del benceno
esférico. Los átomos de hidrógeno no pueden
verse debido a que giran alrededor de la molécula
de benceno muy rápidamente.
8. La resonancia por deslocalización del enlace
pi permite explicar la mayoría de las
propiedades del benceno y sus derivados en
función de la estructura.
2.2 CARACTERÍSTICAS:
Es un anillo donde los seis átomos de
carbono presentan una hibridación sp2,
uniendose a dos átomos de carbono
adyacente y a un átomo de hidrógeno.
Los enlaces carbono-carbono son todos
iguales y los ángulos de enlace son
exactamente de 120°.
9. 3.
3.1 DERIVADOS
NOMENCLATURA:
MONOSUSTITUIDOS:
Son aquellos compuestos en los que se ha
sustituido uno de los hidrógenos del benceno por
un radical o grupo funcional y se nombran
anteponiendo el nombre del grupo o radical al del
benceno. Entre los mas conocidos tenemos:
CH2 –CH3
Cl
Br
Et ilbenceno Clor obenceno Br omobenceno
10. CH3
Met ilbenceno
(Tolueno)
OH
CH3 –CH2 -CH3
CH2 =CH2
I sopr opilbenceno Et enilbenceno
(Est ir eno)
(Cumeno)
COOH
CHO
For milbenceno
Hidr oxibenceno Car boxibenceno
(Fenol)
(Ac. benzoico) (Benzaldehido)
11. NO2
Nit r obenceno
O-CH3
Met oxibenceno
(Anisol)
NH2
Aminobenceno
(Anilina)
3.2 DERIVADOS DISUSTITUIDOS:
Son aquellos aromáticos donde el benceno ha
perdido dos de sus hidrógenos y en su lugar ha
ganado dos radicales que pueden ser diferentes
o iguales dando lugar estos últimos a que el
compuesto presente isomería de posición la cual
puede ser de la siguiente manera:
14. 3.3 DERIVADOS TRISUSTITUIDOS:
Son aquellos aromáticos que se caracterizan
porque el benceno a perdido tres hidrógenos y en
su lugar han ingresado tres radicales que pueden
ser iguales o diferentes, pudiéndose formar
isómeros de posición la que puede ser de tres
tipos.
X
X
X
Y
Z
Y
Z
Y
Z
1,2,3
Vecinal (V)
1,3,5
1,2,4
Simét r ica (S) Asimét r ica (A)
15. 3.4 DERIVADOS POLISUSTITUIDOS:
Son aquellos donde el benceno a perdido cuatro
o hasta seis hidrógenos, estos derivados no
presentan isómeros. Ejm.:
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Hexaclor obenceno
16. 3.5 RADICALES MONOVALENTES:
Son los que tienen la valencia libre en un átomo
del anillo aromático, se nombran como derivados
del radical fenilo. El átomo que tiene la valencia
libre recibe el número uno.
CH3
CH2-CH3
5- Et il – 2 - met ilf enilo
CH2-CH3
m - Et ilf enilo
CH2-CH2 -CH3
p – Pr opi5lf enilo
17. Se conservan los siguientes nombres, para los
radicales monovalentes que tienen la valencia libre
en un àtomo del anillo aromàtico, cuyas estructuras
se muestran a continuaciòn:
18. • Se conservan los siguientes nombres de
radicales con una sola valencia en la cadena
lateral.
19. 3.6 RADICALES MULTIVALENTES:
3.6 Los radicales multivalentes. Con las valencias
libres en la cadena lateral se nombran como sus
análogos derivados de los alquenos y alquinos.
20. 3.7 POLINUCLEARES
FUCIONADOS:
3.7 Polinucleares fusionados: Estos compuestos
se enumeran tal como se muestra a
continuación. El sentido de numeración se
selecciona de tal manera que los sustituyentes
reciban los localizadores mas bajos posibles.
•El radical correspondiente a la remoción de
un átomo de hidrogeno de la molécula de
benceno, se denomina fenilo. Cuando la
cadena lateral tiene mas de 6 carbonos o
cuando existe un grupo alquilo, el
hidrocarburo se nombra como un alcano
sustituido
21. 5. PRINCIPALES REACCIONES
QUÍMICAS DEL BENCENO:
El benceno es muy estable por ser aromático y en sus
reacciones trata de conservar el sistema aromático.
Entre las principales reacciones podemos mencionar:
NITRACIÓN
SULFONACIÓN
HALOGENACIÓN
ALQUILACIÓN
•
•
•
CON HALUROS ALQUILICOS
CON ALCOHOLES
ALQUENOS
ACILACIÓN FRIEDEL-CRAFTS
• CON HALUROS DE ÁCIDO
• CON ANHIDRIDOS DE ÁCIDOS
22. 5.1 NITRACIÓN:
Se utiliza una mezcla nitrante que
consiste en una mezcla de ácido nítrico con
ácido sulfúrico.
HNO3
+
H2SO4
H3O+
+
HSO4- +
NO2 +
La adición del ácido sulfúrico es con la
intención de favorecer la formación del ión
nitronio (NO2 +) que es el reactivo real que va
ha favorecer el ataque electrofílico sobre el
anillo aromático.
23. Como un ejemplo podemos mencionar la
siguiente reacción:
H
NO2
HO - NO2
H2SO4
benceno
+
Nit r o benceno
H2O
24. 5.2
SULFONACIÓN:
Esta reacción química utiliza H2SO4 concentrado
( también se puede emplear oleum, determinado
ácido sulfúrico fumante ).
H
SO3H 1
HO – SO3H
SO3
benceno
+
H2O
Ác. bencensulf ónico
25. 5.3 HALOGENACIÓN:
Esta reacción procede solamente con los
halógenos bromo y cloro en presencia de un
catalizador que viene a ser un ácido de Lewis,
entre los cuales se puede utilizar el FeCl3 o FeBr3
dependiendo del tipo de halógeno que se quiere
emplear.
H
X
X2
FeX3
+
HX
29. 5.5 ACILACIÓN FRIEDEL-CRAFTS:
5.4.1 CON HALUROS DE ÁCIDO:
H
O
+
benceno
CH3 – CH2 -C
AlCl3
O
CH3 – CH2 -C
Cl
Clor ur o de pr opionilo
Pr opiof enona
30. 5.4.1 CON HALUROS
ANHIDRIDOS
DE ÁCIDO:
O
H
CH3 – CH2 -C
O
+
AlCl3
O
CH3 – CH2 -C
CH3 – CH2 - C
benceno
O
Anhidr ido pr opionico
Pr opiof enona
