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22/07/2016 1 Capítulo 15 Aromaticidade – Reações do benzeno Química Orgânica 4th Edição Paula Yurkanis Bruice Irene Lee Case Western Reserve University Cleveland, OH ©2004, Prentice Hall Critérios para Aromaticidade 1. Uma substância deve ter uma nuvem cíclica e ininterrupta de elétrons π acima e abaixo do plano da molécula. 2. A nuvem π deve conter um número ímpar de pares de elétrons π. A Regra de Hückel Para uma substância cíclica planar ser aromática, sua nuvem π ininterrupta deve conter (4n+2) elétrons π, onde n é um número inteiro qualquer. Hidrocarbonetos monocíclicos com ligações simples e duplas alternadas são chamados de anulenos. Ciclobutadieno não é aromático pois tem um número par de pares de elétrons π. Ciclooctatetraeno não é aromático pois não é planar. O ciclopropeno e o ânion ciclopropenila não são Aromáticos. O cátion ciclopropenila é aromático. sp3 sp3 Ciclo-heptatrieno Ciclopentadieno nuvem π não ininterrupta não aromático 2 pares de elétrons π não aromático 22/07/2016 2 Essas substâncias são aromáticas: Substâncias Heterocíclicas Aromáticas Uma substância heterocíclica é uma substância cíclica na qual pelo menos um dos átomos do anel é um átomo diferente do carbono. A Piridina é Aromática O Pirrol é Aromático O Furano é Aromático Exemplos de Substâncias Heterocíclicas Aromáticas 22/07/2016 3 O Efeito da Aromaticidade Sobre os Valores de pKa de Algumas Substâncias A aromaticidade influencia a reatividade química Uma substância é antiaromática se for uma substância cíclica planar com um anel ininterrupto de átomos o qual contém orbitais p, e a nuvem π deve conter um número par de pares de elétrons π. Uma Descrição de Aromaticidade e Antiaromaticidade pela Teoria do Orbital Molecular O benzeno é um nucleófilo que reage com um eletrófilo. 22/07/2016 4 Os Diagramas das Coordenadas de Duas Reações do Benzeno Mecanismo Geral para Reações de Substituição Aromática Eletrofílica do Benzeno Y+ + H Y H Y H Y Y B: lenta rápida Halogenação do Benzeno Nitração do Benzeno 22/07/2016 5 Sulfonação do Benzeno Acilação de Friedel–Crafts deve ser conduzida com mais de um equivalente de AlCl3 O cabocátion rearranjará para uma espécie mais estável 22/07/2016 6 Alquilação do benzeno por um alceno: Não é possível obter um bom rendimento de um alquilbenzeno que contém um grupo alquila de cadeia linear através de uma reação de alquilação de Friedel– Crafts. Entretanto, uma acilação–redução de Friedel–Crafts funciona bem. Esse método evita o uso de um grande excesso de benzeno na reação. Metodologias Usadas para a Etapa de Redução 22/07/2016 7 É preciso considerar uma alternativa se houver outro grupo funcional na substância.
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