COMPOSTI AROMATICI Formula C6H6

Presentazione sul tema: "COMPOSTI AROMATICI Formula C6H6"— Transcript della presentazione:

1 COMPOSTI AROMATICI Formula C6H6
Gli alcani ed alcheni hanno diversa reattività chimica. Vi è un’altra classe di idrocarburi che pur essendo insaturi hanno un comportamento chimica diverso dagli alcheni Sono i composti aromatici Il benzene è il loro modello Formula C6H6

2 IL BENZENE GLI ELETTRONI DEI LEGAMI p DELL’ANELLO RISUONANO SULL’INTERA STRUTTURA

3 DISLOCAZIONE ELETTRONICA NEL BENZENE
IL BENZENE È UN IBRIDO DI RISONANZA DI QUESTE DUE FORME LIMITE.

4 Il benzene non può essere considerato un cicloesatriene a doppi legami coniugati.
Se così fosse, si potrebbe calcolare con buona precisione l’energia scambiata durante il processo di riduzione a cicloesano (o di ossidazione a CO2 e acqua). Il calcolo invece dà un risultato che è di molto superiore al valore che si può sperimentalmente misurare. La differenza fra l’energia calcolata e quella misurata è dovuta alla particolare forma di risonanza che viene indicata con il termine di aromaticità.

5 ENTALPIA DI IDROGENAZIONE

6 Composti aromatici policiclici
benzene naftalene antracene fenantrene

7 I 10 carboni del naftalene sono tutti ibridati sp2 e
ciascuno di essi contribuisce con 1 elettrone alla aromaticità dell’idrocarburo

8 e-p = 4n + 2 Regola di Huckel per prevedere il
comportamento aromatico di composti ciclici e-p = 4n + 2 n = serie dei numeri naturali (comprendendo lo 0) n e-p 2 6 10 14 .

9 ETEROCICLICI AROMATICI
piridina furano Benzene + Pirrolo indolo tiofene imidazolo pirrolo Pirimidina + Imidazolo purina

10 Esempi di composti non aromatici
ciclooctatetraene ciclobutadiene

11 La tendenza a preservare l’aromaticità o a guadagnarla è una
caratteristica dei composti ciclici che permette di comprendere molte delle loro proprietà chimiche

12 NOMENCLATURA

13 LA POSIZIONE DEI SOSTITUENTI PUÒ ESSERE INDICATA COME orto, meta, para
Quando sono presenti piu’ di due sostitenti si usano i numeri

14 ARENI È IL NOME DELLA CLASSE
GRUPPO ARILE (AR) IMPORTANTI SONO IL GRUPPO FENILE E QUELLO BENZILE

15 SOSTITUZIONE ELETTROFILA AROMATICA
Il benzene ed in generale i composti aromatici danno reazioni di SOSTITUZIONE ELETTROFILA AROMATICA

16 Meccanismo generale di sostituzione elettrofila aromatica
addizione elettrofila eliminazione Carbocatione arilico stabilizzato per risonanza

17 Il nucleofilo si comporta da base
Perché un composto aromatico da reazioni di sostituzione e non di addizione come negli alcheni ? Nu- addizione En. di risonanza 4 Kcal/mole sostituzione Il nucleofilo si comporta da base En. di risonanza 36 Kcal/mole

18 Esempi di reazioni di sostituzione elettrofila aromatica

19 SOSTITUZIONE ELETTROFILA AROMATICA

20 SOSTITUZIONE ELETTROFILA AROMATICA

21 NITRAZIONE SOLFONAZIONE

22 Formazione della particella elettrofila
Nitrazione del benzene Meccanismo di nitrazione Formazione della particella elettrofila nitrobenzene

23 Solfonazione del benzene

24 alogenazione I CATALIZZATORI POLARIZZANO LA MOLECOLA DI ALOGENO (ES. CLORO) E LA TRASFORMANO IN UN ELETTROFILO FORTE. L’ELETTROFILO ATTACCA GLI ELETTRONI p DEL BENZENE

25 MECCANISMO DELLA SOSTITUZIONE ELETTROFILA
LA CARICA + DEL CARBOCATIONE RISULTANTE È DELOCALIZZATA SUI CARBONI IN orto E para: VIENE ESPULSO UN PROTONE: Meccanismo generale:

26 Nel caso in cui il benzene è “sostituito”, qual è l’effetto del sostituente sulla reattività dell’anello aromatico? La reattività aumenta o diminuisce? La posizione occupata dal sostituente E2 è casuale?

27 Effetti del sostituente
I principali effetti “elettronici” che un sostituente può esercitare sull’anello aromatico sono di due tipi: MESOMERICO (o di risonanza) – si esercita attraverso gli elettroni p e può essere rappresentato da strutture di risonanza. + m: quando il sostituente può trasferire elettroni p verso l’anello aromatico. - m: quando il sostituente può estrarre elettroni p dall’anello aromatico. INDUTTIVO – si esercita attraverso elettroni s ed è causato dalle caratteristiche relative di elettronegatività. + i: quando il sostituente può spingere elettroni s verso l’anello aromatico. - i : quando il sostituente può attrarre elettroni s dall’anello aromatico.

28 Effetto mesomerico +m -m

29 SOSTITUENTI ATTIVANTI E DISATTIVANTI.

30 L’ossidrile fenolico esercita effetto elettron-attrattore
sull’anello ma, per l’effetto mesomerico, le posizioni meno impoverite di elettroni sono le posizioni orto e para. -OH è attivante e orto-para orientante

31 Il doppietto elettronico dell’azoto del gruppo amminico
è delocalizzato nell’anello. Ciò produce due effetti: 1. le ammine aromatiche sono meno basiche delle ammine alifatiche, 2. La densità elettronica è maggiore nelle posizioni 2, 4 e 6 dell’anello che nelle posizioni 3 e 5. -NH2 è attivante e orto-para orientante

32 L’effetto elettron-attrattore e l’effetto mesomerico
impoveriscono di elettroni sopratutto le posizioni 2,4 e 6 dell’anello aromatico. -NO2 è disattivante e meta orientante

33 I gruppi alchilici legati al benzene aumentano la
disponibilità di cariche elettriche negative delocalizzate nell’anello aromatico - effetto induttivo, attivante e orto-para orientante

34 I SOSTITUENTI CHE ATTRAGGONO GLI ELETTRONI DELL’ANELLO DI RISONANZA BENZENICO SONO DISATTIVANTI, QUELLI CHE LI RESPINGONO SONO ATTIVANTI.

35 Orto- para- E meta- ORIENTANTI
ALCUNI GRUPPI ORIENTANO IN orto E para ALTRI IN meta

36 Gruppi orto- para- orientanti: GRUPPI ALCHILICI.

37 Gruppi orto- para- orientanti: GRUPPI CON UN DOPPIETTO ELETTRONICO LIBERO
orto-nitrofenolo 2,4,6 tribromo anilina

38 META ORIENTANTI UN GRUPPO È meta ORIANTANTE QUANDO L’ATOMO LEGATO ALL’ANELLO AROMATICO È CARICO POSITIVAMENTE (O È LEGATO AD ATOMI PIÙ ELETTRONEGATIVI). Acido para-aminobenzoico

39 FINE