Compuestos aromáticos

21. listopadu 2009 v 16:35 | Martina |  Moje výtvory
COMPUESTOS AROMÁTICOS

Origen

El nombre proviene de fragante. Antes se usaba para describir algunas sustancias en extremo fragantes como el benzaldehído (de cerezas, duraznos y almendras), el tolueno (del bálsamo de Tolú) y el benceno (del destilado de carbón). Sin embargo pronto se comprendió que las sustancias agrupadas en aquellos grupos, se comportaban químicamente distinto, que los demás compuestos orgánicos. Los compuestos aromáticos se comportan de manera específica gracias a su estructura especial (nube electrónica) que descubrió F. A. Kekule en el año 1865.

Se denominan compuestos aromáticos no debido a su aroma sino por sus propiedades químicas (estabilidad).

Benceno fue descubierto aislado por primera vez por M. Faraday en el año 1825. Benceno se obtiene de tres sustancias: Benzaldehído, alcohol benzílico y tolueno → por oxidación surge ácido benzoico → (calor y CaO) benceno.

Estructura del benceno








Los seis carbonos tienen hibridaciones sp2 y el benceno tiene forma hexagonal con ángulos H-C-C y C-C-C de 120o

Nomenclatura

estireno
















benzaldehído

Propiedades físicas
Los compuestos aromáticos como todas las sustancias se encuentran en los estados siguientes: estado sólido y estado líquido.
La serie aromática se caracteriza por una gran estabilidad debido a las múltiples formas resonantes que presenta.Muestra muy baja reactividad a las reacciones de adición. Es un líquido menos denso que el agua y poco soluble en ella.Es muy soluble en otros hidrocarburos. Es soluble en éter, nafta y acetona. También se disuelve en alcohol y en la mayoría de los solventes orgánicos. Disuelve al yodo y las grasas. Es insoluble en agua.
Los compuestos aromáticos arden fácilmente.
El benceno es un líquido incoloro (a temperatura ambiente), presenta un equilibrio móvil (cambiando entre sus distintas formas resonantes) con olor dulce a esencias.
Su densidad es de 0,89 gramos sobre centímetros cúbicos. Punto de fusión es 5,5 °C. Punto de ebullición es 80°C y su peso molecular es de 78 gramos.

Propiedades químicas

Fórmula: C6H6

No son tan reactivos, tienen las reacciones interesantes.

Son estables gracias al efecto de resonancia. No reaccionan si no hay un intermediario y todos tienen 4N + 2 electrones pi, por cada doble enlace hay 2 electrones pi, las moléculas que no cumplan con la regla de Huckel (la de 4N + 2) no son aromáticas, aunque si pueden ser cíclicas.

La sustitución aromática puede seguir tres caminos; electrofilico, nucleofilico y de radicales libres. Las reacciones de sustitución aromáticas más corrientes son las originadas por los reactivos electrofilicos. Su capacidad para actuar como un dador de electrones se debe a la polarización del núcleo Bencénico. Las reacciones típicas del benceno son las de sustitución. Los agentes de sustitución más frecuentemente utilizados son el cloro, bromo, ácido nítrico y ácido sulfúrico concentrado y caliente.


Reacciones :

Sustitución Electrófila Aromática

El benceno actúa como nucleófilo, atacando a un número importante y variado de electrófilos.
Etapa 1. El electrófilo (se requiere un electrófilo muy fuerte como p.ej. Cl-Cl) acepta un par de electrones porcedentes de la nube del benceno, formándose un carbocatión estabilizado por resonancia.
El catión deslocaliza la carga positiva según las siguientes estructuras:
Etapa 2. El benceno recupera su aromaticidad por perdida de un protón. Es una etapa rápida conocida como rearomatización del anillo.

Nitración del Benceno


El benceno reacciona con la mezcla nitrico-sulfurica adicionando grupos nitro.
El electrófilo de esta reacción es el catión nitronio (NO2+). Debido a las bajas concentraciones en el ácido nítrico de este catión hay que aňadir ácido sulfúrico.
Mecanismo para la nitración del benceno:

Etapa 1. Ataque del benceno al catión nitronio
Etapa 2.Recuperación de la aromaticidad por pérdida de un protón.
El ácido nítrico es una mezcla de ácidos nítrico y sulfúrico (mezcla sulfonítrica), una parte de ácido nítrico y tres sulfúricos, produce derivados nitrados, por sustitución. El ácido sulfúrico absorbe el agua producida en la nitración y así se evita la reacción inversa.






Sulfonación del Benceno

La reacción del benceno con una disolución de trióxido de azufre en ácido sulfúrico produce ácidos bencenosulfónicos.

El mecanismo de la sulfonación tiene lugar con las siguientes etapas:



Etapa 1. Ataque del benceno al trióxido de azure.
Etapa 2.Recuperación de la aromaticidad por pérdida de un protón.
El mecanismo de la sulfonación es reversible, lo cual permite eliminar el grupo -SO3H por tratamiento con sulfúrico acuoso. Esta propiedad es utilizada para proteger posiciones del benceno, ocupándolas con el grupo -SO3H.

Cuando los hidrocarburos bencénicos se tratan con ácido sulfúrico fumante (ácido sulfúrico que contiene anhídrido sulfúrico) H2SO4 + SO3 se forman compuestos característicos que reciben el nombre de ácidos sulfónicos. En realidad, se cree que el agente activo es el SO3.


Halogenación del Benceno

El benceno reacciona con halógenos en presencia de ácidos de Lewis para formar derivados halogenados.
El mecanismo de la halogenación tiene lugar con las siguientes etapas:

Etapa 1. La molécula de bromo se polariza al interaccionar con el ácido de Lewis. El benceno ataca al bromo polarizado positivamente para formar el catión ciclohexadienilo.

Etapa 2. Recuperación de la aromaticidad por pérdida de un protón
La cloración se puede llevar a cabo de forma similar a la bromación. La reacción con flúor y yodo se realiza muy poco frecuentemente. En el caso del flúor la reacción es dificil de controlar por su elevada reactividad. Por el contrario, el yodo reacciona lentamente y tiene un equilibrio desfavorable.

La halogenación está favorecida por la temperatura baja y algún catalizador, como el hierro o tricloruro de aluminio, que polariza al para que se produzca enérgicamente la reacción. Los±halógeno X catalizadores suelen ser sustancias que presentan deficiencia de electrones.

Sustitución nucleófila aromática: Bencino

Los bencenos halogenados reaccionan con sosa diluida en condiciones de alta presión y temperatura, para formar fenoles. Esta reacción no requiere grupos desactivantes en posición orto/para y sigue un mecanismo diferente al de la sustitución nucleófila aromática por adición-eliminación.
Esta reacción fue descubierta en 1928 por los químicos de la compañía Dow Chemical. El mecanismo consiste en la eliminación de HCl con formación de un intermedio inestable llamado bencino, el cual es atacado por los iones hidróxido del medio, para formar fenol.

Etapa 1. Eliminación de HCl

Etapa 2. Adición del ion hidróxido al bencino

Etapa 3.Protonación
Síntesis de Friedel y Crafts, Alquilación

El benceno reacciona con los haluros de alquilo, en presencia de Cloruro de aluminio anhidro como catalizador, formando homólogos.

C6H6 + CH3Cl C6H5CH3 + HCl Tolueno

El ataque sobre el anillo bencénico por el ion CH3 electrofílico es semejante al realizado por el ion Cl en la halogenación.




Hidrogenación
.
El núcleo Bencénico, por catálisis, fija seis átomos de hidrógeno, formando el ciclohexano, manteniendo así la estructura de la cadena cerrada.

C6H6 + 3H2 C6H12

Combustión.
El benceno es inflamable y arde con llama fuliginosa, propiedad característica de mayoría de los compuestos aromáticos y que se debe a su alto contenido en carbono.
2 C6H6 +15 O2 12CO2 + 6H2O

Usos de los compuestos 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. El carbón es una sustancia mineral constituida por anillos del tipo benceno unidos entre sí. 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. Cuando se destila esta mezcla se obtiene benceno, Xileno, Tolueno, Naftaleno, y una variedad de compuestos orgánicos.
El petróleo consiste en una mezcla de alcanos y contiene pocos compuestos aromáticos. Sin embargo en la refinación del petróleo se forman compuestos aromáticos, cuando se hacen pasar los alcanos sobre un catalizador a 500ºC, a altas presiones. El heptano (C7H16), por ejemplo se transforma en tolueno (C7H8) por deshidrogenación y ciclación.

También se usa para formar el grafito y para disolventes y p.ej. tolueno se utiliza como una droga.


Ejemplos curiosos

Nitrobenceno

-se usa en los explosivos, el disolvente importante


Fenol

-se usa en la producción de aspirina y en la manufactura de nylon

Etilbenceno

-sirve para fabricar otro compueto aromático (estireno - de que gracias a la polimeración se obtiene poliestireno que sirve en la producción de plásticos)

* Nitrofenol: Es un compuesto que tiene la misma estructura en posiciones orto, meta y para pero en cada posición tiene diferente punto de ebullición.


Tolueno

- el tolueno puede producir cáncer, en condiciones normales es estable


Propiedades físicas de tolueno

866,9(a 20ºC) kg/m3; 0,8669(a 20ºC) g/cm3
92,14 g/mol
178 K (-95ºC °C)
383.8 K (110.8 °C)
591.64 K ( °C)

Aplicaciones
El tolueno se adiciona a los combustibles (como antidetonante) y como disolvente para pinturas, revestimientos, caucho, resinas, diluyente en lacas nitrocelulósicas y en adhesivos.
El tolueno es el producto de partida en la síntesis del TNT (2,4,6-trinitrotolueno), un conocido explosivo. De igual modo, el tolueno es un disolvente ampliamente utilizado en síntesis.
Peligrosidad (efectos sobre la salud)
Son cancerígenos y tóxicos. Respirar o inhalar niveles de benceno muy altos puede causar la muerte, mientras que niveles bajos pueden causar somnolencia, mareo, alucinaciones, aceleración del latido del corazón o taquicardia, dolores de cabeza, migrañas, temblores. Comer o tomar altos niveles de benceno puede causar vómitos o acidez, mareo, somnolencia o convulsiones; y en último extremo la muerte. P.ej. uno de los más cancerígenos más potentes de este tipo es el benzo[a]pireno cuya occidación enzimática lo convierte en el epoxi-diol y éste reacciona con el DNA celular y produce mutaciones.


Fuentes

el cuaderno del amigo de Bára
el libro de Química orgánica (novena edición)
 


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Komentáře

1 pičinka tyčinka pičinka tyčinka | 19. ledna 2010 v 21:08 | Reagovat

no tyvole :D proc to sem davas?

2 daisy daisy | 5. února 2010 v 23:14 | Reagovat

jsem to musela nahrát někam na web, protožez wordu z počítače mi to nešlo :D

3 Sam Sam | E-mail | Web | 16. listopadu 2011 v 11:10 | Reagovat

Docela jsem o tom četl a souhlasím s tebou....

4 Franco Franco | E-mail | Web | 6. února 2012 v 14:09 | Reagovat

Heej tak to je libovýý

5 Sex Shop Paraguay Sex Shop Paraguay | E-mail | Web | 15. července 2012 v 23:48 | Reagovat

Muy buenooo!!!!!!!!

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