Benceno - RESUMENBenceno yaromaticidad

En los primeros años de la química orgánica, la palabra aromático se utilizabapara describir sustancias fragantes como el benzaldehído (de las cerezas, losduraznos, y las almendras), el tolueno (del bálsamo de Tolú) y el benceno (del des-tilado del alquitrán). Pero pronto se comprobó que las sustancias agrupadas comoaromáticas diferían de la mayor parte de los otros compuestos orgánicos en sucomportamiento químico.

Aromaticidad y regla de Hückel (4n + 2)

Hasta ahora hemos visto que el benceno:* Es una molécula conjugada cíclica.

8 F? inusualmente estable; tiene \m calor de hidrogcníieión do IñO kJ/moimenos negativo de lo que esperaríamos para un trieno.

* Es plano y tiene la forma de un hexágono regular. Todos ios ángulos devalencia son de 120° y todos los enlaces carbono-carboiio tienen, unalongitud cíe 139 prn,

* Presenta reacciones de sustitución que retienen la conjugación, cíclica, en lu-gar de reacciones de adición ülwfcrüíSicas que podrían destruir la conjugación.

* Es un híbrido de resonancia cuya estructura es intermedia entre dosestructuras de Hneas de

Aunque estos factores podrían darnos xxna buena üescriprión del benceno yde otras moléculas aromáticas, no bastan. Se necesita algo más, llamada regía deHückel de 4n + 2, para tener una df\snripeión completa de la aromaticidad,

• La regla de Hückel dice que una molécula es aromática solamente si tiene un sistema plano ymonocíclico de conjugación, con un total de

(4n + 2) electrones 71

donde n es un número entero (es decir: n = O, 1, 2, 3, . . .)

Química del benceno:sustitución electrofílicaaromática

La reacción más común de los compuestos aromáticos es la sustitución electro-fílica aromática; esto es, un electrófilo (E+) reacciona con un anillo aromático ysustituye uno de los hidrógenos:

Una reacción de sustitución electrofílica aromática se efectúa en dos eta-pas: la reacción inicial de un electrófilo, E*, con un anillo aromático, seguida porla pérdida de H+ del carbocatión intermediario estabilizado por resonancia pararegenerar el anillo aromático:

En las reacciones del benceno, generalmente se necesita un catalizador para formar la especie reactiva,es decir, el compuesto que va a entrar en una sustitución electrofílica aromática (SgA).

Principales Reacciones de Sustitución Electrofílica Aromática (SgA)del Benceno

CI2

Halogenación

FeCI3

Br2

Clorobenceno

FeBr3

Bromobenceno

NitraciónHN03

H2S04 Nitrobenceno

SulfonaciónÁcidobencen-sulfónico

Alquilación deFriedel-Crafts

AICI3un

alquil-benceno

Acilación deFriedel-Crafts

R-COCI

AICI3

yna ce tona

(formación de unacil-benceno)

BENCENO CON UN SEGUNDO SUSTITUYENTEEn el caso en que ya se encuentre un sustituyente previo en el anillo de benceno, ese sustituyente va aafectar la entrada de un segundo sustituyente. Ver la Tabla siguiente:

CLASIFICACIÓN DE LOS SUSTITUYENTES

Sustituyeme?; activadores y rtesaclivadüres para lasustitución electrofflita a r o m á í i c a ! ~ ~ ~ " '

(V

Activadores — —I i. — Desactivado? es

oV

Vi*̂V

—NH2 —OCH3 —CÍ-IS (alkyl)

<cFí — Ür«1». * •

J __j_

0 o1 |-C—H — C—OH —.SO3» — NÜ2

I Reacflvidftd

-Olí -ÑllCOCIl, ~¿ \1—CU —íil—C—OCHj —O—CH3 —CseN*+ ' ** ! fi " Í;

oIo

-NK3

FigurasusUtuyentes

Activadoresorient adoresorlo-para

16.14 Clasfficacfón de los efectos orientador es_de losentes. i

Desacllvadoresorientadoresorto-pata

Desactivadosorientadores meta

ii

H

EFECTOS DE LOS SUSTITUYENTES.-

ÍGrupos activadores.- Donain electrones al anilloA).- Influyen en la reactividad del anulo \s desactivadores.- Atraen electrones del anillo

~~ ~"~ '

B}.- Influyen en la orientación de la reacciónorto, para

meta

Formas en las que un grupo sustituyente puede donar o atraer electrones:

a).-Porefectos inductivos . -

b},- Por efectos de resonancia . -O—R