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O benzeno, composto aromático mais simples, foi isolado pela primeira vez por Michael Faraday em 1825: iluminação com produto obtido da pirólise do óleo de baleia A designação aromático foi usada puramente devido ao odor característico dos compostos. A fórmula molecular do benzeno(C6H6) foi logo determinada. Cada um dos seis átomos de carbono está covalentemente ligado a um átomo de hidrogênio. O benzeno é uma molécula não polar e insolúvel em água, é extremamente inflamável e seus vapores são tóxicos. Compostos Aromáticos Obtenção: as principais fontes de hidrocarbonetos aromáticos são o carvão de pedra, ou hulha e o petróleo. Quando aquecido o carvão de pedra(na ausência de oxigênio) produz grande quantidade de metano, hidrogênio e um resíduo oleoso denominado alcatrão de hulha e o coque. Compostos Aromáticos HULHA Atualidades O benzeno é produzido naturalmente pelos vulcões e nas queimadas de florestas. É o maior subproduto das indústrias de petróleo e mineração de carvão. Ele está presente em muitas plantas e animais. Compostos Aromáticos TOXIDADE: alguns estudos com pessoas que tinham atividades em chaminés com o contato direto com alcatrão e com fumaça, verificou-se a existência de câncer nestas pessoas. Mais tarde o mesmo estudo foi feito com pessoas que comiam carnes defumadas e verificou alguns resultados semelhantes. Os compostos responsáveis pela aparição do câncer são compostos aromáticos. Compostos Aromáticos Ataca os tecidos que formam as células do sangue. Em ar muito contaminado, um adulto morre num prazo de cinco a dez minutos. Em ares não tão contaminados, as pessoas ficam com dor de cabeça, podendo ficar confuso e até inconsciente. Comer ou beber alimentos contaminados pode provocar diarréia, vômitos, aumento dos batimentos cardíacos, coma e, finalmente, morte. O benzeno causa alterações genéticas, afeta a fertilidade humana e causa leucemia . Compostos Aromáticos Compostos Aromáticos Tamanho de ligação: Todas as ligações tem o mesmo tamanho – 140 pm C-C = 153 pm C=C =134 pm orbital molecular "deslocalizado", que permeia toda a molécula Compostos Aromáticos Nomenclatura: Nome derivado de “styrax benzoin”(árvore nativa da Sumatra – Java) é uma árvore que produz uma resina que contem ácido benzóico. Compostos Aromáticos A nomenclatura oficial cita os nomes dos substituintes seguidos da palavra benzeno. Benzeno monossubstituído: benzeno é o nome primitivo, e o substituinte é identificado por prefixo. Compostos Aromáticos Benzeno dissubstituído: criam-se três possíveis isômeros: orto (o) posições 1 e 2, meta(m) posições 1 e 3 e para(p) posições 1 e 4. Compostos Aromáticos Benzeno dissubstituído tendo o grupo ácido como um dos substituintes. Compostos Aromáticos Benzeno dissubstituído por duas metilas: os chamados xilenos. Compostos Aromáticos Benzeno com mais de duas substituições: as posições devem ser identificadas por meio de números. Numerar o anel benzênico de modo a atribuir o menor número possível aos substituintes. Quando houver mais de dois substituintes diferentes, citar os grupos em ordem alfabética. Compostos Aromáticos Substituinte juntamente com o anel benzênico formam o nome base: admite-se que este substituinte esteja na posição 1 e usa-se o novo nome como base da nomenclatura. Compostos Aromáticos Grupo C6H5 (fenila) como substituinte: se a cadeia do hidrocarboneto for insaturada o composto deve ser nomeado como derivado desta cadeia, independente do tamanho do anel. Se a cadeia for saturada é usualmente denominado como se fosse derivado de uma unidade estrutural maior. Compostos Aromáticos 2-fenilbut-2-eno O grupo fenil(a) é frequentemente representado pelos símbolos Ph, ou pela fórmula C6H5 -, o termo benzila é também utilizado para descrever o cátion e o radical correspondente. Compostos Aromáticos CH2 Fenil Benzil Compostos Aromáticos Compostos benzênicos substituídos com grupos nitro (-NO2), flúor (-F), cloro (-Cl), bromo (-Br) etc. são nomeados da mesma forma que os HIDROCARBONETOS, sempre citando-se os grupos em ordem alfabética . No caso de derivados do FENOL E DA ANILINA, a numeração é citada a partir do carbono que suporta os grupos OH ou NH2, respectivamente, Compostos Aromáticos Nomes não sistemáticos aceitos pela IUPAC OH NH2 Cumeno EstirenoMesitileno p-Cimeno o-XilenoTolueno CH3H3C CH3 H3C CH3 CH3 CH3 CH3H3C CH3 CH3 Fenol Anilina Compostos Aromáticos CH3 CH3 CH3 CH3H3C CH3 CH3 1,4-Dietilbenzeno ou p-Dietilbenzeno 1,2,3-Trimetilbenzeno (não Metilxileno ou 1-Butil-3-etil- 2-propilbenzeno m-Diisopropilbenzeno 1,3-Diisopropilbenzeno (não 3-Isopropilcumeno) 4-isopropil-1,2-dime- tilbenzeno 4-Etilestireno ou p-Etilestireno Dimetiltolueno) Compostos Aromáticos: polinucleares Compostos Aromáticos: polinucleares Terminação eno Mais de 5 anéis: prefixo grego mais a terminação aceno Compostos Aromáticos: polinucleares Encontrados em carne defumada Compostos Aromáticos: sem o núcleo benzênico ou heterocíclos Parte aromática: cíclica e plana; Todos os orbitais p devem ser paralelos: para ocorrer superposição contínua entre eles; No caso átomos de nitrogênio, oxigênio e enxofre: contribuir com no máximo dois elétrons para o sistema aromático Compostos Aromáticos: Bioquímica Compostos aromáticos sem a presença do anel benzênico Compostos aromático = seus elétrons π estão deslocalizados sobre todo o anel, esse é estabilizado pela deslocalização de elétrons π Compostos aromáticos sem a presença do anel benzênico Compostos 4n + 2 = regra de Hückel Parte aromática: cíclica e plana; Todos os orbitais p devem ser paralelos: para ocorrer superposição contínua entre eles; Regra de Hüchel Regra de Hückel 1931 – Físico alemão Erich Hückel Cálculos matemáticos da teoria de orbitais moleculares Um anel plano no qual cada átomo tem um orbital p como no benzeno Que anéis MONOCÍCLICOS com 2, 6, 10, 14 ......, elétrons deslocalizados devem ser aromáticos. Fórmula: 4n + 2 elétrons П, onde n = 0, 1, 2, 3...... Número de Hückel Aplicação da Regra de Huckel ciclooctatetraeno Que anéis monocíclicos com 2, 6, 10, 14 ......, elétrons deslocalizados devem ser aromáticos. 8 elétrons π Não é aromático Aplicação da Regra de Huckel ciclooctatetraeno Estrutura real: não é planar Aplicação da Regra de Huckel Anulenos Compostos monociclícos que podem ser representados por estruturas contendo ligações simples e duplas alternadas O número [ ] = tamanho do anel Devido às insaturações do anel benzênico, esperava-se que sua reatividade fosse semelhante a dos alquenos, todavia, ele não se comporta desta maneira. O mecanismo de reação de adição, que se daria através do rompimento das ligações insaturadas, não é verificado, mas sim o mecanismo de substituição. Reações Químicas Adição Reações de substituição Fulerenos Nova forma alotrópica do carbono. São moléculas estruturadas na forma de “gaiolas”, ou seja, elas têm a forma fechada em si. São constituídos por uma rede formada por pentágonos e hexágonos, fechando assim a "esfera". Cada carbono de umfulereno está hibridizado em sp² e forma ligações sigma (ligação simples) com três outros átomos de carbono, restando um elétron de cada carbono, que fica deslocalizado num sistema de orbitais moleculares que atribui à molécula o caráter aromático. Compostos Aromáticos Nanotubo C60 C70 Quando se trata de mais de uma função, a ordem de preferência na escolha da função principal é a seguinte: ácido, amida, aldeídos, cetona, álcool, amina, éter e haletos. Ordem crescente de prioridade para funções mistas Alcanos, alcenos, alcinos, aromáticos, álcoois, fenois, eteres, haletos, amina aldeido e ácidos para isômero meta isômero orto isômero ++ eletrofílica Substituição Z X Z X Z X Z Orientadores orto e para; meta
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