Compostos aromaticos

Prévia do material em texto

Estudo dos compostos aromáticos
QUI147/Geologia
Profa Tânia Márcia Sacramento
• Durante o século XIX foram isolados uma série de
compostos que receberam a designação de aromáticos,
devido ao seu odor agradável;
• O principal composto desta série é um hidrocarboneto de 6
carbonos, C6H6 ;
• As propriedades notáveis destes compostos ficaram
evidentes logo nos primeiros experimentos;
• Embora sua fórmula molecular indicasse um alto grau de
insaturação, o composto não apresentava as características
reacionais dos compostos insaturados;
• O benzeno participa de poucas reações, e estas, em geral
são lentas, necessitando de aquecimento e de catalisadores
INTRODUÇÃO
Definição: Uma classe especial de hidrocarbonetos cíclicos
que contém ligações simples e duplas alternadas no mesmo
anel de seis membros.
Benzeno (representante da classe)
Fórmula Molecular: C6H6
- A determinação estrutural do benzeno só foi realiza em 1931. 
Entre várias propostas, a estrutura de Kekulé é a que melhor 
representou a molécula;
a) Cada átomo de carbono possui um orbital p;
b)Sobreposição dos orbitais forma uma nuvem p;
c)Todas as ligações possuem a mesma densidade
eletrônica.
A regra diz que ciclos planares e completamente conjugados
com (4n + 2)π elétrons (onde n = inteiro) tem uma camada
fechada de elétrons, todos em orbitais ligantes e são
excepcionalmente estáveis. Estes sistemas são chamados
AROMÁTICOS. Pode-se observar um exemplo de aplicação
da Regra de Huckel abaixo:
AROMATICIDADE:
• BENZENO : presente no petróleo (1 a 5%) 
FONTES: - Parques petroquímicos; coqueificação nos parques metalúrgicos;
- Combustão de mateira orgânica (combustíveis, cigarros, etc...)
- Gasolina (< 1% vol.) (processos de abastecimento )
CH3 CH3
CH3
benzeno tolueno etilbenzeno xileno
BTEX
BTEX: - solventes
- indústria química
- constituintes comum da gasolina 
BTEX → câncer
Existe um grande número de compostos derivados do
benzeno;
• Isto acontece toda vez que um dos hidrogênios do núcleo
benzênico é substituído por um grupo, alquila ou não, e
também quando temos anéis fundidos;
• O grupo fenila é frequentemente abreviado como: Φ, Ph, -
C6H5 e Ar:
Fenila
Nomenclatura:
1 – Benzenos substituídos: coloca-se a posição e o nome dos grupos
substituintes e, em seguida, a palavra benzeno.
Existem alguns compostos ou grupos de compostos que são de grande
importância, e recebem denominação específica:
bromobenzeno nitrobenzeno
2 – Quando há dois substituintes, APENAS, utilizam-se os 
prefixos :
orto(1,2); meta (1,3) e para (1,4)
o-dimetilbenzeno
ou o-xileno m-dimetilbenzeno
ou m-xileno
p-dimetilbenzeno
ou p-xileno
- Outros hidrocarbonetos aromáticos: policíclicos
Toxicidade de alguns hidrocarbonetos aromáticos:
Pulmão de um fumante
 A aromaticidade confere uma estabilidade adicional aos compostos 
aromáticos;
 Não sofre reações de adição , pois haveria a formação de um produto 
não aromático;
REAÇÕES: Substituição Eletrofílica em Aromáticos (SEAr)
Neste caso, o anel aromático age como nucleófilo atacando uma espécie
eletrofílica. O anel aromático utiliza os elétrons π para o ataque nucleofílico.
O mecanismo ocorre em duas etapas: 1) Etapa 1: Ataque ao eletrófilo
originando um intermediário catiônico;
2) Etapa 2: Perda de um próton e restauração da eletrofilicidade. A etapa
lenta é a formação do intermediário carregado (interupção da
aromaticidade/intermediário carregado).
Estabilização do
intermediário, por
ressonância
2- Estudo das reações de Substituição eletrofílica 
aromática (SEAr) no benzeno
• As reações de SEAr no benzeno requerem
normalmente a presença de um eletrófilo forte;
• O eletrófilo forte é produzido no meio reacional as
custas de uma reação entre um determinado
reagente e um catalisador específico.
• Exemplo:
+ X2
catalisador
X
+ X2
FeCl3
X
+ RX
AlCl3
R
+ AlCl3
C
R
O
C
R X
O
+ HNO3
H2SO4
NO2
+ SO3
H2SO4
SO3H
REAÇÃO DE
HALOGENAÇÃO
REAÇÃO DE
ALQUILAÇÃO 
DE FRIEDEL-CRAFTS
REAÇÃO DE
ACILAÇÃO 
DE FRIEDEL-CRAFTS
REAÇÃO DE
NITRAÇÃO
REAÇÃO DE
SULFONAÇÃOReações clássicas
+ X2
FeCl3
X
+ HX + FeCl3
- Halogenação do benzeno na presença de ác. de Lewis
X2 = Br2 e Cl2
+ NO2
H2SO4
NO2
+ H2SO4
Nitração do benzeno
+ SO3
H2SO4
SO3HSulfonação do benzeno
Realizada com ácido sulfúrico concentrado, acido sulfúrico
fumegante - óleum (8-30% SO3 livre).
+ RX
AlCl3
R
+ HX + AlCl3(0,1 equiv.)
Alquilação do benzeno - Reações de alquilação de Friedel-Crafts
+ R
1) AlCl3 (1,1equiv.)
C
+ HCl
C
Cl
O
2) H2O
O
R
Acilação do benzeno - Reações de acilação de Friedel-Crafts
Efeito de grupos
G G
REATIVIDADE
CH3 NH3
Densidade de e- p
Efeito indutivo doador: aumenta a reatividade
Efeito indutivo retirador: diminui a reatividade
Grupo ativante
Grupo desativante
OCH3 N
Densidade de e- p
O O
Efeito de ressonância:
NH2 NHR NR2 OH OR NHCR
O
OCR
O
R Ar HC CHR H
ATIVANTES
FORTES MODERADOS FRACOS
FORTESMODERADOSFRACOS
H F Cl Br I CH
O
CR
O
COR
O
COH
O
CCl
O
CN SO3H NH2R SO3H NR3 NO2
DESATIVANTES
Efeito de orientação
Grupos ativantes: orientadores orto-para
O
CH3
O
CH3
O
CH3
NO2
NO2
O
CH3
NO2
MAJORITÁRIO TRAÇOS
HNO3 CONC.
+ +
Grupos desativantes: orientadores meta
MAJORITÁRIOTRAÇOS
HNO3
H2SO4
N
O O
N
O O
N
O O
N
O O
NO2
NO2
NO2
+ +