Upload
mahon
View
439
Download
35
Embed Size (px)
DESCRIPTION
HIDROCARBURI AROMATICE. Clasificare . nomenclatur a. reprezentantul clasei : benzenul Hidrocarburile care au ca unitate structurala de baza inelul benzenic → hidrocarburi aromatice ( arene ) Radicalii → radicali aril. n - propilbenzen = 1-fenilpropan - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
HIDROCARBURI AROMATICE
Clasificare. nomenclatura-reprezentantul clasei: benzenul-Hidrocarburile care au ca unitate structurala de baza inelul benzenic → hidrocarburi aromatice (arene)-Radicalii → radicali aril
fenil p -fenilen
-n-propilbenzen = 1-fenilpropan-Izopropilbenzen = 2-fenilpropan = cumen-Ciclohexilbenzen = fenilciclohexan-Metilbenzen = toluen
-dimetilbenzen = xilen (o, m, p)orto meta para
Benzenul. Structura. Proprietati caracteristice
• descoperit 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 (Hückel, 1931)
• Formula Kekulé se utilizeaza si in prezent -!!! – reprezinta corect doar pozitiile atomilor de carbon si de hidrogen, nu si pe acelea ale electronilor π in inel.
C
CC
C
CC
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
formula Kekule formula Dewar formula Ladenburg
Date experimentale care confirma structura Kekule:
• A. cei şase atomi de hidrogen – echivalenţi între ei:
CH3
CH3
CH3
CH3
• B. Formula Kekule – trei izomeri de poziţie:
• C. Benzenul reacţionează cu H2-catalitic ciclohexan
CH3
CH3
CH3
CH3 CH3CH3
+ 3 H2
Date experimentale care infirmă structura Kekule:
• A. Benzenul participă uşor la reacţii de substituţie, caracteristice compuşilor saturaţi, chiar mai reactiv decât aceştia:
C6H6
+Cl2
+HNO3
+H2SO4
C6H5Cl + HCl
C6H5NO2 + H2O
C6H5SO3H + H2O
• B. Agenţii oxidanţi caracteristici alchenelor fără acţiune asupra benzenului – stabil!
• C. Benzenul nu dă uşor reacţii de adiţie şi nu are tendinţa de a polimeriza.
• D. Pentru derivatul orto – formula Kekule prevede doi izomeri – experiental nu!
CH3
H3C
CH3
CH3
• E. Cf. Structurii Kekule, molecula benzenului ar trebui să fie nesimetrică:
1,54 1.33 1,39
• In benzen electronii π 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 benzenului
- Structura simetrica de hexagon regulat si plan, cu laturi egale si unghiuri de 1200.
- Lungimea legaturilor C-C = 1,39Å, iar a legaturilor C-H 1,084Å.
Metode de obtinere
• Din acetilena – 600-8000C/ tuburi ceramice• Prin dehidrogenarea catalitica a ciclohexanului
si a derivatilor sai. Reactie de aromatizare.
Conditii: Pd, Pt, Ni sau S, Se, temp. cca 3000C
CH3 CH3
Proprietati fizice
• Benzenul – lq – p.f. = 80oC, p.t. = 5,5oC, miros caracteristic “aromatic”
• -alchilbenzenii – lq sau solizi• Benzenul + termenii inferiori – solubili in
alcool si hidrocarburi• Termenii superiori nu mai sunt solubili in
alcool
PROPRIETATI CHIMICE
• A. Reactii de substitutie electrofilaAr – H + E+ Ar – E + H+
1. Reactia de halogenare
Cl2, Br2 , catalizator AlCl3, FeCl3, AlBr3, FeBr3,
+ X2
H X
+ HX
• 2. Reactia de alchilare (Friedel-Crafts)
– Catalizator AlCl3.
– Derivati halogenati cu reactivitate normala sau marita
– Varianta: alchene/ clorura de aluminiu si urme de apa
+ R-Cl
H R
+ HCl
• 3. Reactia de acilare Friedel-Craft
• Catalizator: clorura de aluminiu
• 4. Reactia de nitrare
+ R-COCl
H CO-R
+ HCl
+ HO-NO2
H NO2
+ H2OH2SO4
• 5. Reactia de sulfonare
+ HO-SO3H
H SO3H
+ H2O
acid benzensulfonic
+ H2SO4
1000C
1800C
SO3H
SO3H
Mecanismul substituţiei electrofile aromatice
• Structura ionului de benzenoniu:
+ E+ +H
E
E- H+
lent rapid
E E E EH H H H
B. Reactii de aditie
• 1. Aditie de hidrogen
• 2. Aditie de halogeni
+ H2Ni/1800C
Na/NH3
1,4-ciclohexadiena
+ Cl2hv
H ClH
ClHCl
HClH
ClHCl
HCH
Reactivitate si efecte de orientare in substitutia electrofila aromatica
• In 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
X X X
E
E
Eorto meta para
Orientare Substituent X Reactivitate
orto,para
CH3, C6H5,OH,OCH3, NH2, NHR, NR2, NHCOR activeaza nucleul
F, Cl, Br, I, CH2Cldezactiveaza nucleul
metaNO2, COOH, COR, CHO, (NH3)+, SO3H, CCl3 dezactiveaza nucleul
B. Reactii ale catenei saturate alchil
• 1. Substitutie fotochimica – halogenareCl2 , Br2 - la lumina (promotori)
CH3 CH2Cl CHCl2 CCl3
toluen clorura de benzil clorura de benziliden feniltriclormetan
• 2. Oxidarea catenei lateraleC6H5-CH3 C6H5-COOH
C6H5-CH2-CH3 C6H5-CO-CH3 C6H5-COOH
CH3
CH3
COOH
COOH
3.oxidare cu O2 / V2O5
COOH
COOH
C
C
O
O
Oacid maleic anhidrida maleica
COOH
COOH
C
C
O
O
Oacid o-f talic anh. f talica
O
Oantracen antrachinona