Hidrocarburos Aromáticos

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HIDROCARBUROS AROMÁTICOS
UNIDAD 4: 
HIDROCARBUROS 
AROMÁTICOS
Cátedra de 
Química 
Orgánica 
Facultad de 
Ciencias 
Naturales
Sede Salta
UNSa
Dra. Anahí Alberti D’Amato
 Formados por C e H, con baja proporción de H en comparación 
con los alcanos, alquenos y alquinos.
 Compuesto aromático por excelencia es el BENCENO.
▪ C6H6 (CnHn)
▪ Grupos serie homóloga
▪ Alcanos (CnH2n+2) – C6H14
▪ Cicloalcanos (CnH2n) – C6H12
▪ Alquenos (CnH2n) – C6H12
▪ Cicloalquenos (CnH2n-2) – C6H10
▪ Alquinos (CnH2n-2) – C6H10
HIDROCARBUROS AROMÁTICOS
Gráficos tomados del Bruice, 1ra edición. Cap.6
 Molécula plana, con C hibridación sp2
 Altamente insaturados, con dobles enlaces alternados.
 Posee alta estabilidad => POCO REACTIVA
 Cumplen con la regla de Hückel (4n+2 = nº de e− ).
CONDICIONES DE AROMATICIDAD
Gráficos tomados del Bruice, 1ra edición. Cap.6
 Los compuestos Aromáticos se caracterizan por ser:
1. Cíclicos: la molécula posee ciclos. Átomos de C hib. sp2
2. Planos: todos los átomos se encuentran en un plano.
3. Altamente insaturados: posee dobles (triples) enlaces. 
Poseen orbitales p sin hibridizar
4. Conjugados: los dobles enlaces se encuentran alternados a 
los enlaces simples.
5. Con una gran estabilidad dada por la resonancia
6. Cumplen con la regla de Hückel (4n+2= nº de e− ).
CONDICIONES DE AROMATICIDAD
5 e−
8 e−6 e−
6 e−
4 e−
4 e−
Gráficos tomados del Bruice, 1ra edición. Cap.7 Sección 7.2
 Es la energía que utiliza el compuesto para estabilizarse. 
Cuando se forman estructuras resonantes, se forma energía 
de resonancia (PAD V. Juárez).
 La estabilidad adicional asociada con un compuesto como 
resultado de su posesión de electrones deslocalizados 
(Bruice).
 Liberar menos energía de la esperada ante determinada 
reacción química (McMurry) => Calores de Hidrogenación.
 Estabilización extra, proporcionada por la deslocalización, 
respecto a una estructura localizada. En los compuestos 
aromáticos, la energía de resonancia es la estabilización 
extra que proporciona la deslocalización de los electrones en 
el anillo aromático (Wade). 
ENERGÍA DE RESONANCIA
 Es la energía que ut i l iza el compuesto para estabil izarse. 
Cuando se forman estructuras resonantes, se forma energía de 
resonancia (PAD V. Juárez) .
 La estabil idad adicional asociada con un compuesto como 
resultado de su posesión de electrones deslocalizados ( Bruice) .
ENERGÍA DE RESONANCIA
Gráfico tomado del Wade, 5ta edición. Cap.16
Ciclohexeno
1,3,5-Ciclohexatrieno
(Benceno)
1,3-Ciclohexadieno
1,4-Ciclohexadieno
OTRO ASPECTO:
LONGITUD DE ENLACES
Enlace simple C-C
1,54 Å
Enlace doble C=C
1,34 Å
Molécula Hipotética: 1,3,5-ciclohexatrieno
Molécula de Benceno:
Enlace C-C de 1,39 Å, todos iguales
Enlace C-H de 1,09 Å
Forma resumida para 
representar al benceno
Estructura de Kekulé
Representación del benceno 
mediante estructuras 
resonantes
ORBITALES SEGÚN LA TEORÍA DEL 
ORBITAL MOLECULAR (TOM)
Gráfico tomado del Wade, 5ta edición. Cap.16
OTROS AROMÁTICOS POLICÍCLICOS
Gráfico tomado del McMurry, 7ma edición. Cap.15
Energía de resonancia 
60 Kcal/mol
OTROS AROMÁTICOS 
POLICÍCLICOS Y SUS ENERGÍAS 
DE RESONANCIA
Gráfico tomado del Wade, 5ta edición. Cap.16
Energía de resonancia 
84 Kcal/mol 
(28 por cada anillo) Energía de resonancia 
91 Kcal/mol 
(30,3 por cada anillo)
Gráfico tomado del Wade, 5ta edición. Cap.16
REGLA DEL POLÍGONO Y TOM
Orbitales enlazantes
Orbitales moleculares  degenerados 
=> están de a pares, son diferentes, pero 
tienen la misma energía
5 e−
8 e−6 e−
6 e−
4 e−
4 e−
COMPUESTOS HETEROCÍCLICOS 
AROMÁTICOS
Compuestos cíclicos que tienen un HETEROÁTOMO en su estructura
HETEROÁTOMO, átomo diferente al C, 
ubicado dentro del ciclo
OTROS EJEMPLOS
Estructuras de resonancia del FURANO
Heterocíclicos de 2 ciclos
Gráficos tomados del Bruice, 1ra edición. Cap.7
 Se coloca el nombre de sustituyente primero, y 
como sufijo la palabra “benceno”
NOMENCLATURA
Gráficos tomados del Bruice, 1ra edición. Cap.7
 La IUPAC 
permite usar 
nombres 
comunes 
para algunos 
compuestos 
aromáticos
NOMENCLATURA
Gráficos tomados del Bruice, 1ra edición. Cap.7
PROPIEDADES FÍSICAS
Gráfico tomado del McMurry, 7ma edición. Cap.15
PROPIEDADES FÍSICAS
Gráfico tomado del Wade, 5ta edición. Cap.16
 La mayoría son apolares
 La mayoría l íquidos (benceno y sus derivados) y otros sól idos 
( los pol inucleados) a temperatura ambiente.
 En general más densos que el agua
 REGLAS
Cuando se sustituyen 2 
átomos de H del 
benceno, las 
sustituciones se pueden 
realizar en tres maneras 
diferentes:
▪ 1,2: se denomina orto
▪ 1,3: se denomina meta
▪ 1,4: se denomina para
NOMENCLATURA DE 
DI-SUSTITUIDOS
Gráfico tomado del McMurry, 7ma edición. Cap.15
 Si los dos sustituyentes son diferentes, nombrar 
alfabéticamente y terminar con el sufijo benceno.
 Si uno de los sustituyentes es parte de un nombre común, 
nombrar la molécula como un derivado de aquel benceno 
monosustituído.
NOMENCLATURA DE 
DI-SUSTITUIDOS
Gráficos tomados del Bruice, 1ra edición. Cap.7
 Si los dos sustituyentes son diferentes, nombrar 
alfabéticamente y terminar con el sufijo benceno.
 Si uno de los sustituyentes es parte de un nombre común, 
nombrar la molécula como un derivado de aquel benceno 
monosustituído.
NOMENCLATURA DE 
DI-SUSTITUIDOS
Gráficos tomados del Bruice, 1ra edición. Cap.7
 PARA 3 O MÁS SUSTITUYENTES:
1. Enumerar el anillo de manera de otorgar los menores 
numerales a los sustituyentes.
2. Ordenar los grupos alfabéticamente.
3. Cuando los sustituyentes forman parte de un nombre 
común, nombrar como un derivado del mismo otorgando 1 a 
dicho sustituyente.
NOMENCLATURA DE 
POLI-SUSTITUIDOS
4-cloro-1-etil-2-propilbenceno 2,5-dicloroanilina
Gráfico tomado del McMurry, 7ma edición. Cap.15
NOMENCLATURA DE 
POLI-SUSTITUIDOS
 Los aromáticos son POCO REACTIVOS, gracias a su alta estabilidad 
por resonancia.
 Sufren reacciones de SUSTITUCIÓN ELECTROFÍCIA AROMÁTICA.
 Necesitan catalizadores para que las reacciones ocurran.
 Mantienen su propiedad de aromaticidad luego de la sustitución.
PROPIEDADES QUÍMICAS
Gráficos tomados del Bruice, 1ra edición. Cap.7
Gráficos tomados del McMurry, 7ma edición. Cap.16
1. Halogenación
2. Nitración
3. Sulfonación
4. Acilación
5. Alquilación
6. Hidroxilación
REACCIONES DE SUSTITUCIÓN 
ELECTROFÍLICA AROMÁTICA
Gráfico tomado del McMurry, 7ma edición. Cap.15
MECANISMO GENERAL
1. Formación del electrófi lo por par te del catal izador.
2. Ataque del electrófi lo (ataque de los electrones  nucleófi los
al electrófi lo)
3. Adición del electrófi lo.
4. Recuperación del par electrónico (electrones del enlace entre 
el C e H del átomo sustituido) en el intermediario 
carbocatión.
5. Liberación del protón que se une a la base que se produjo en 
la formación del electrófi lo
Gráficos tomados del Bruice, 1ra edición. Cap.7
HALOGENACIÓN
Gráficos tomados del Bruice, 1ra edición. Cap.7
MECANISMO DE SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA 
AROMÁTICA
REACCIÓN DE HALOGENACIÓN 
NITRACIÓN
SULFONACIÓN
ACILACIÓN DE 
FRIEDEL – CRAFTS
ALQUILACIÓN DE 
FRIEDEL – CRAFTS
ALQUILACIÓN CON 
REARREGLO DE C+
 Los sustituyentes afectan la reactividad del anillo aromático.
Algunos sustituyentes activan el anillo, haciéndolo más reactivo 
que el benceno, y algunos desactivan el anillo, haciéndolo 
menos reactivo que el benceno
REACTIVIDAD RELATIVA DE LOS 
BENCENOS SUSTITUIDOS
Gráficos tomados del McMurry, 7ma edición. Cap.16
¿A qué se debe?
 Los sustituyentes activadores: 
▪ hacen más reactivo al anillo del benceno en la sustitución electrofílica. 
▪ … donan electrones al anillo aromático.
 Los sustituyentes desactivantes o desactivadores
▪ hacen menos reactivo al anillo del benceno en la sustitución electrofílica.▪ …aceptan electrones del anillo aromático
REACTIVIDAD RELATIVA DE LOS 
BENCENOS SUSTITUIDOS
Gráficos tomados del Bruice, 1ra edición. Cap.7
 Todos los sustituyentes act ivadores (con excepción de los sustituyentes 
alquilo) donan sus electrones al ani l lo por resonancia y los aceptan por 
inducción.
 Los halógenos son sustituyentes débilmente desactivantes ; también 
donan electrones al ani l lo por resonancia y los aceptan por inducción .
 Todos los sustituyentes con mayor fuerza desact ivante que los halógenos 
(con excepción de los iones amonio) aceptan electrones, tanto por 
inducción como por resonancia.
REACTIVIDAD RELATIVA DE LOS 
BENCENOS SUSTITUIDOS
Gráficos tomados del McMurry, 7ma ed.
ACTIVADORES
Gráficos tomados del McMurry, 7ma ed.
ACTIVADORES
Gráfico tomado del Wade, 5ta edición. Cap.17
ACTIVADORES
Gráficos tomados del McMurry, 7ma ed.
 Todos los sustituyentes act ivadores (con excepción de los sustituyentes 
alquilo) donan sus electrones al ani l lo por resonancia y los aceptan por 
inducción.
 Los halógenos son sustituyentes débilmente desactivantes ; también 
donan electrones al ani l lo por resonancia y los aceptan por inducción .
 Todos los sustituyentes con mayor fuerza desact ivante que los halógenos 
(con excepción de los iones amonio) aceptan electrones, tanto por 
inducción como por resonancia.
REACTIVIDAD RELATIVA DE LOS 
BENCENOS SUSTITUIDOS
Gráficos tomados del McMurry, 7ma ed.
 DESACTIVADORES,
 PERO ORIENTADORES “ORTO” Y “PARA”
EL CASO DE LOS HALÓGENOS
Gráficos tomados del McMurry, 7ma ed.
 Todos los sustituyentes act ivadores (con excepción de los sustituyentes 
alquilo) donan sus electrones al ani l lo por resonancia y los aceptan por 
inducción.
 Los halógenos son sustituyentes débilmente desactivantes ; también 
donan electrones al ani l lo por resonancia y los aceptan por inducción .
 Todos los sustituyentes con mayor fuerza desact ivante que los halógenos 
(con excepción de los iones amonio) aceptan electrones, tanto por 
inducción como por resonancia.
REACTIVIDAD RELATIVA DE LOS 
BENCENOS SUSTITUIDOS
Gráficos tomados del McMurry, 7ma ed.
DESACTIVADORES
Gráficos tomados del McMurry, 7ma ed.
DESACTIVADORES
Gráfico tomado del Wade, 5ta edición. Cap.17
DESACTIVADORES
Gráficos tomados del McMurry, 7ma ed.
RESUMEN DEL EFECTO DE LOS 
SUSTITUYENTES EN LA REACTIVIDAD
Gráficos tomados del McMurry, 7ma ed.