الكيمياء في المفيد المختصرالعضوية

والطبية الحياتية العلوم لطلبة

الرابع الفصلاألروماتية المركبات

1

. أليفاتيةوأروماتية إلى الهيدروكربونات تصنيف

Classification of Hydrocarbons (Aliphatic and Aromatic)

هذه استعملوا القدامى الكيميائيين أن وذلك دهني، باليونانية تعني ألفاتي وكلمةالدهون مع المركبات هذه تشابه بسبب هذا أن اآلن ونعرف الدهون، إلذابة المركبات

( ) ( أشباهها تذيب المذيبات المعروفة الذائبية قواعد حسب الضعيفة القطبية Likeفيdissolves like .)،واأللكاينات واأللكينات، األلكانات، على اآلن ألفاتي كلمة وتطلق

. المقابلة الحلقية والمركبات

كلمة ) من مشتق فهو أروماتي مصطلح أن( aromaأما ذلك العطرية، الرائحة تعني التيالبهارات، في الموجودة الطيبة الرائحة ذات الزيوت في وجدت المركبات هذه من كثيرا

( المر اللوز زيت أمثلتها؛ ومن النباتات، أجزاء من وغيرها ،(benzaldehydeوالفواكه،والفانيال( )cinamaldehydeوالقرفة ) ،vaniline.)

التي المركبات على اآلن ويطلق كيميائية، معاٍن على ليدل أروماتي لفظ تطور وقد( عالية إشباع عدم درجة ذات بأنها المركبات هذه وتمتاز البنزين، خواصها في تشبه

highly unsaturated )وتشترك منخفضة، هيدروجين نسبة على تحتوي آخر بمعنى أو ، : بالتالي الشكل ناحية من المركبات هذه

مسطحة )(1 حلقية مركبات (.Planar cyclic compoundsأنهامتمركزة )(2 غير إلكترونات نظام بينها( delocalized or conjugatedبها فيما تتبادل

. والثنائية األحادية الروابطيساوي )(3 المتمركزة غير باي إلكترونات حيث( )4n + 2عدد ،n )وهذا صحيح، عدد

على تحتوي التي المركبات تكون وبالتالي هوكل بقاعدة يعرف ،Y،10 Y،14 6ما18 Y،22 حتى العدد هذا بعد األروماتية الصفة وتنخفض أروماتية، إلكترون باي

العدد عند حلقاتها 30تتالشى عدد يزيد التي المركبات بعض أن أيضا ويالحظ ، هوكل قاعدة عليها ينطبق ال أنه رغم الخواص ناحية من حلقاتأروماتية ثالث عن

. والبنزوبيرين البيرين مثل

كما األروماتية غير عن األروماتية المركبات نميز أن نستطيع القواعد هذه على وبناء: التالية األمثلة من يتضح

2

أروماتية مركبات

م

أروماتية غير مركبات

تخضع ال أنها األروماتية المركبات يميز ما أهم فإن الكيميائية التفاعالت ناحية من أما . اإللكتروفيلي اإلحالل لتفاعالت تخضع بل اإلضافة، لتفاعالت

البنزين3

( األروماتية المركبات أبسط هو في( parent aromatic compoundالبنزين فصله وتم ، االستصباح )1825العام غاز من بفصله فارادي العالم قبل الذي( illuminating gasمن

. العام في وتبين لإلضاءة يستعمل هي )1834كان المركب لهذا األولية الصيغة ،(CHأنوهي ) الجزيئية الصيغة تحديد تم ذلك للبنزين( C6H6وبعد بنائية أشكال عدة اقترحت وقد ،

الشكل اقتراح تم أن إلى األشكال هذه صحة عدم الحقا وتبين السنوات، هذه خاللالعام في للبنزين كيكولة )1865الصحيح األلماني العالم عادة( Kekuleمن يطلق ولذلك ،

كيكولي ) بنزين مصطلح الشكل بهذا البنزين (Kekule benzeneعلى

وزواياه مسطح، الشكل بهذا للبنزين 120والبنزين الطنيني الشكل في وبالتأمل درجة،فيه الرابطة رتبة أن حيث 1.5نجد الطول، في والثنائية األحادية الرابطة بين بذلك وهيالرابطة ) هذه طول عن( pm 139يبلغ تختلف معينة بطريقة البنزين تفاعل يفسر وهذا ،

. األلكينات أو األلكانات تفاعالت

اإلبدال يُنتِج ولذلك متكافئة، البنزين في الهيدروجين ذرات جميع أن إلى االنتباه ويجدر. مركبات ثالثة الثنائي اإلبدال يُنتِج بينما واحدا، مركبا البنزين على األحادي

4

( فهو البنزين في الكربون لتهجين بالنسبة للتوزيع( SP2أما النهائي الشكل يجعل وهذا ، يفسر وهذا البنزين، حلقة وتحت فوق إلكترونية سحابة على يحتوي للبنزين اإللكترونيحلقة الموجب اإللكتروفيل يهاجم حيث اإللكتروفيلي، االستبدال بطريقة البنزين تفاعل

. العالية اإللكترونية الكثافة ذات البنزين

5

البنزين مشتقات تسمية

( بنزوين صمغ مشتقات إلى تاريخيا البنزين اسم عليه( benzoin resinيرجع يطلق وال ، االشتقاقي ) .cyclohexatriene-1,3,5االسم األلكينات( عن خواصه في يختلف ألنه

البنزين حلقة فيها تعتبر التي األسماء بعض اعتماد تم البنزين مشتقات تسمية وعند: التالية األمثلة من يظهر كما واحدة، وحدة البديلة والمجموعة

التالية األمثلة من يتضح كما للبنزين كمشتقات األخرى المركبات بعض وتسمى

6

7

كمركب المركب تسمية يمكن أليفاتية بسلسلة متصلة البنزين حلقة وجود حال وفي( البنزين من المشتقة المجموعة وتسمى )C6H5أليفاتي، فينيل-( ،(Phenylمجموعة

. التالية األمثلة من ذلك وتضح

الترتيب حسب االسم أساس نعتبر فإننا البنزين، على بديلتان مجموعتان وجدت وإذاالتالي

•Halogens < alkanes < alkenes < amines < OH < ketone < aldehyde < acid <ster

للمجموعة بالنسبة موقعها لتحديد بحروف لها يرمز أو أرقاما األخرى المجموعة وتعطى )( الموقع على ليدل الحرف فيعطى )( 2األساسية، الموقع على ليدل والحرف ،3،

)( الموقع على ليدل بهذه. 4والحرف المركبات بعض تسمية توضح التالية واألمثلةالطريقة.

8

9

حسب األساسية المجموعة نختار فإننا مجموعتين من أكثر البنزين على وجد إذا أمابالنسبة موقعها لتوضيح أرقاما المجموعات باقي وتعطى أعاله، الموضح الترتيب

. األساسية للمجموعة

البنزين تفاعالت

الزوجية الروابط من مجموعة وجود رغم باإلضافة يتفاعل ال البنزين أن أوضحنا أن سبقالبنزين في الرابطة رتبة يجعل الذي الطنين بسبب وذلك البنزين 1.5فيه، ويتفاعل ،

تفاعل أما مناسب، بإلكتروفايل هيدروجين ذرة إبدال يتم حيث اإللكتروفيلي باإلحالللحلقة العالية اإللكترونية الكثافة بسبب قليل فهو البنزين في النيوكليوفيلي اإلبدالساحبة مجموعات وجدت إذا خاصة حاالت في التفاعل هذا يتم أن ويمكن البنزين،

. البنزين حلقة على لإللكترونات

اإلشارة وتجدر البنزين، على اإللكتروفيلي اإلبدال تفاعالت أهم استعراض على وسنركزالبنزين في الهيدروجين ذرات جميع ألن واحدا ناتجا يعطي األحادي اإلبدال أن إلى هنا

متكافئة.

10

وجود هو المرفق الشكل من يتضح كما اإلبدال تفاعالت في المشترك القاسم: يلي كما المتفاعلة المواد من التفاعل أثناء توليده يتم وهذا اإللكتروفيل،

( الهلجنة تفاعالت حامض( halogenationفي مع الهالوجين تفاعل خالل من ذلك يتم( الحديديك كلوريد مثل إلى( FeX3لويس للوصول الكلور ذرات إحدى يستقطب الذي

موجبة، األخرى الذرة تصبح وبذلك الثابت، الثماني اإللكتروني التركيب

11

النترتة ) تفاعل في اإللكتروفيل( )nitrationأما على الحصول فيتم ،NO2حامض( + بخلط

: التالية المعادلة من ذلك ويتضح الكبريتيك، حامض مع النيتريك

األلكنة ) تفاعالت في كذلك يتم األمر (.Friedel-Crafts alkylationوهذا

12

13

( أسيل مجموعة إضافة تفاعالت في الحال )RC=Oوكذلك بتفاعل( يعرف ما وهو ،Friedel-Crafts acylation)،

فيكتسب حامض وجود في ألكين مع التفاعل خالل من األلكنة عملية تتم أن ويمكن . الحصول طريقة يوضح التالي والشكل موجبا أيونا مكونا الحامض من بروتونا األلكين

. التفاعالت هذه في اإللكتروفيل على

14

( السلفنة تفاعل الكبريتيك( sulfonationفي حمض مع الكبريت أكسيد ثالث نخلط: التالية المعادلة في كما المركز

15

المبدل البنزين على اإلبدال

سرعة على التأثير خالل من التفاعل على تؤثر فإنها البنزين على مجموعة وجود عندبالفاعلية ) يعرف ما وهو البنزين مع مقارنة موقع( reactivityالتفاعل على التأثير وكذلك ،

( بالترتيب يعرف ما وهو الجزيء، على ستتفاعل التي الثانية orientation orالمجموعةregiochemistry.)

( : الفاعلية تأثير األول (reactivityاألمر

مقارنة التفاعل سرعة تزيد منشطة مجموعات إلى االتجاه هذا من المجموعات تقسم( التفاعل( activating groupsبالبنزين من أبطا فيها التفاعل يكون مثبطة ومجموعات ،

البنزين ) (.deactivating groupsمع

. قوتها حسب مرتبة والمثبطة المنشطة المجموعات أهم يوضح التالي والجدول

16

( : الترتيب تأثير الثاني (orientationاألمر

الهيدروجين؛ ذرات من أنواع ثالثة المبدل البنزين على يوجد أنه إلى هنا االنتباه يجبالموقع على )2اثنتان أورثو الرمز عادة يعطى الموقع( orthoوالذي على واثنتان ،3،

( ميتا الرمز عادة الموقع( metaويعطى على وواحدة ،4( بارا الرمز ويعطى ،para)، المثبطة والمجموعات بارا، و أورثو للموقع توجه عادة المنشطة المجموعات أن ويالحظ

أورثو للمواقع توجه فإنها مثبطة كانت وإن فهي الهالوجينات، عدا ما ميتا، للموقع توجه . بارا و

17

مجموعة أن ورغم التجريبية، النتائج حسب التولوين على اإلبدال التالي المثال يوضحميتا موقع على اإلبدال ناتج تكون يالحظ أنه إال وبارا أورثو مواقع باتجاه توجه الميثيل

مواقع على اإلبدال نواتج هي المعتبرة األساسية النواتج فتكون قليلة، بنسبة ولكن أيضا،. بارا و أورثو

18

الناتج أن نالحظ ولذلك ميتا، باتجاه توجه السيانيد مجموعة فإن التالي المثال في أما( فرعية نواتج تكون يمنع ال وهذا االتجاه، بهذا اإلبدال ناتج هو المتكون األساسي

birpoducts. األخرى( المواقع على قليلة بنسب

المبدل البنزين على للتفاعل إضافية أمثلة وهذه

19

كل توجيه اتجاه تحديد يتم البنزين، من انطالقا موقعين على مبدل مركب ولتحضيرواقع مع متفقا فيها التوجيه يكون التي بالمجموعة ونيتدأ الموقعين، على مجموعة

: التالي بالمثال ذلك توضيح ويمكن الجزيء، في المجموعتين

مركب ) تحضير يمكن البنزين؟( p-nitrotolueneكيف من مبتدءا

النيترو ومجموعة وبارا، أورثو باتجاه توجه المركب هذا في الميثيل مجموعة أن نالحظبإدخال نبتدأ فإننا بارا، هي المركب في الموجودة العالقة إن وحيث ميتا، الموقع باتجاه

. النيترو مجموعة ثم ومن البنزين، على الميثيل مجموعة

20

: البنزين من انطالقا المركبات هذه توضح التالية واألمثلة

21

بالمواقع محكوما يكون الناتج فإن البنزين، على مبدلة مجموعة من أكثر وجدت وإذا: التالية األمثلة من يتضح كما تنشيطا األكثر وبالمجموعات الفارغة،

لها، بالنسبة أورثو الموقع على توجه الميثيل مجموعة أن نالحظ المثال هذا فيولذلك السابق، الموقع نفس وهو لها، بالنسبة ميتا الموقع على توجه النيترو ومجموعة

. بالرسم الموضح الناتج يتكون

وبارا أورثو مواقع باتجاه توجه والكلور الميثيل مجموعتي من فكل التالي المثال في أما( األخير الناتج ولكن للناتج، احتماالت ثالثة نظريا فيالحظ لها، -2,3بالنسبة

dichlorotoluene )الموقع في الكلور ذرة تكون حيث الفراغي االزدحام بسبب يتكون 2الموقع على والكلور الميثيل مجموعتي بين .3محصورة

22

: والصحة الطبيعة في األروماتية المركبات

من تتكون األدوية من كثير وكذلك البنزين، حلقة بها توجد الطبيعية المركبات من كثيراألسبرين، مثل الحرارة وخافضات األلم، مسكنات أشهرها ومن الحلقة، هذه

والباراسيتامولواإلبوبروفين.

23