HIDROCARBURI AROMATICE MONONUCLEARE

HIDROCARBURI AROMATICEClasificare. nomenclaturareprezentantul clasei: benzenulHidrocarburile care au ca unitate structurala de baza inelul benzenic hidrocarburi aromatice (arene)Radicalii radicali aril

n-propilbenzen = 1-fenilpropanIzopropilbenzen = 2-fenilpropan = cumenCiclohexilbenzen = fenilciclohexanMetilbenzen = toluen

dimetilbenzen = xilen (o, m, p)

Benzenul. Structura. Proprietati caracteristicedescoperit de Faraday (1825), in lq depus din gazul de iluminat;1834 Mitscherlich obtine benzen prin decarboxilarea ac. benzoic, izolat din rasina arborelui Styrax benzoin, numita benzoe.Structura timp de cca 100 ani problema neexplicata a chimiei organice explicata pe baza conceptiilor mecanicii cuantice (Hckel, 1931)Formula Kekul se utilizeaza si in prezent -!!! reprezinta corect doar pozitiile atomilor de carbon si de hidrogen, nu si pe acelea ale electronilor in inel.

Date experimentale care confirma structura Kekule:A. cei ase atomi de hidrogen echivaleni ntre ei:

B. Formula Kekule trei izomeri de poziie:

C. Benzenul reacioneaz cu H2-catalitic ciclohexan

Date experimentale care infirm structura Kekule:A. Benzenul particip uor la reacii de substituie, caracteristice compuilor saturai, chiar mai reactiv dect acetia:

B. Agenii oxidani caracteristici alchenelor fr aciune asupra benzenului stabil!C. Benzenul nu d uor reacii de adiie i nu are tendina de a polimeriza.D. Pentru derivatul orto formula Kekule prevede doi izomeri experiental nu!

E. Cf. Structurii Kekule, molecula benzenului ar trebui s fie nesimetric:

In benzen electronii sunt delocalizati in orbitali moleculari extinsi care cuprind toti atomii ciclului formand un nor de electroni deasupra si dedesuptul inelului ( cerc in hexagon)

Geometria moleculei benzenuluiStructura simetrica de hexagon regulat si plan, cu laturi egale si unghiuri de 1200. Lungimea legaturilor C-C = 1,39, iar a legaturilor C-H 1,084.

Metode de obtinereDin acetilena 600-8000C/ tuburi ceramicePrin dehidrogenarea catalitica a ciclohexanului si a derivatilor sai. Reactie de aromatizare.

Conditii: Pd, Pt, Ni sau S, Se, temp. cca 3000C

Proprietati fiziceBenzenul lq p.f. = 80oC, p.t. = 5,5oC, miros caracteristic aromatic-alchilbenzenii lq sau soliziBenzenul + termenii inferiori solubili in alcool si hidrocarburiTermenii superiori nu mai sunt solubili in alcoolPROPRIETATI CHIMICEA. Reactii de substitutie electrofilaAr H + E+ Ar E + H+

Reactia de halogenare

Cl2, Br2 , catalizator AlCl3, FeCl3, AlBr3, FeBr3,

v162. Reactia de alchilare (Friedel-Crafts)

Catalizator AlCl3.Derivati halogenati cu reactivitate normala sau marita

Varianta: alchene/ clorura de aluminiu si urme de apa

3. Reactia de acilare Friedel-Craft

Catalizator: clorura de aluminiu

4. Reactia de nitrare

5. Reactia de sulfonare

Mecanismul substituiei electrofile aromaticeStructura ionului de benzenoniu:

B. Reactii de aditie1. Aditie de hidrogen

2. Aditie de halogeni

Reactivitate si efecte de orientare in substitutia electrofila aromaticaIn cazul benzenului monosubstituit 3 pozitii neechivalente: o, m, p

Locul pe care il ocupa noul substituent E depinde numai de natura substituentului preexistent X aflat pe nucleul benzenic, si nu depinde de natura substituentului E substituentul preexistent orienteaza substitutia

OrientareSubstituent XReactivitateorto,paraCH3, C6H5,OH,OCH3, NH2, NHR, NR2, NHCORactiveaza nucleulF, Cl, Br, I, CH2Cldezactiveaza nucleulmetaNO2, COOH, COR, CHO, (NH3)+, SO3H, CCl3dezactiveaza nucleulB. Reactii ale catenei saturate alchil1. Substitutie fotochimica halogenareCl2 , Br2 - la lumina (promotori)

2. Oxidarea catenei laterale

3.oxidare cu O2 / V2O5