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Semana 18 2020
Hidrocarburos Aromáticos El término aromático se usa para referirse asustancias como el benceno y a compuestos
similares a el, en cuanto a estructuras(generalmente cíclicas con dobles enlacesconjugados) y comportamiento químico ( sonestables y dan reacciones de sustitución en lugarde adición).
Inicialmente se uso el término «aromático» puesmuchos compuestos que poseen ésta estructuratienen olores fragantes ( vainilla, tomillo, anís,canela). Actualmente se refiere más a su estructuray comportamiento químico.
BENCENO COMPUESTO REPRESENTATIVO DE LOS
HIDROCARBUROS AROMATICOS
CARACTERISTICAS GENERALES.
Anillo plano de 6 átomos de Carbono con un Hidrogeno
unido a cada carbono.
Su formula molecular es C6H6 .
Sus átomos de carbono presentan hibridación sp2
Las longitudes de enlace C-C son iguales.
Todos los ángulos de enlace son iguales( 120 ° ).
Experimenta generalmente reacciones de sustitución.
No presenta isomeros.
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Estructura de Kekulé, para representar al
benceno
Consistía en una estructura plana, cíclica y
hexagonal de 6 átomos de carbono, con enlaces
dobles y simples alternados entre los átomos de
carbono.
Cada átomo de carbono estaría unido a un solo
átomo de hidrogeno y poseería 3 dobles enlaces
alternos, pudiendo presentar las siguientes formas. .
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Ejs de fórmulas que representan al bencenoH
C
H C C H
H C C H
C
H
El círculo dentro del hexágono, representa el
enlace gigante ( el que se muestra como una nube
arriba y abajo del anillo carbonado).
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Orbital molecular
gigante
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Actualmente se sabe que se comporta más
como un alcano que como un alqueno, ya
que experimenta reacciones de sustitución y
no de adición. Los electrones se comparten
equitativamente entre los átomos de carbono
y todos los enlaces Carbono-Carbono en el
benceno son idénticos.
No reacciona con el KMnO4.
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Clasificación
Un solo anillo Número de Anillos Fusionados
1 2 3
Benceno
F, molecular
C6H6
Naftaleno
F. molecular
C10H8
Antraceno C14H10 *
Fenantreno C14H10*
* isómeros estructurales
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PIRENO
4 anillos fusionados
BENZOPIRENO
5 anillos fusionados
( potente cancerígeno)
DIBENZOPIRENO
6 anillos fusionados
Relación entre número de anillos fusionados y
riesgo de cáncer a la exposición de éstos.
Hidrocarburos aromáticos policiclicos ( PAH)
Los compuestos que contienen 5 o más anillos
fusionados como el benzopireno, presentes en el
humo del cigarro, alimentos asados al carbón o
barbacoas, y en el humo que sale del tubo de
escape de los carros; son potentes cancerígenos.
Esta sustancia se adhiere a el ADN provocando
crecimiento celular anormal y cáncer.
El benzopireno esta fuertemente asociado al cáncer
de pulmón.
PULMONES DE UN FUMADOR y NO FUMADOR
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Propiedades Físicas de hidrocarburos aromáticos
–Insolubles en agua
–Incoloros
–Menos densos que el agua
–Solubles en compuestos orgánicos apolares, como por ejemplo: tetracloruro de Carbono, éter, cloroformo.
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Nomenclatura
Sistema UIQPA: para bencenos sustituidos
A- Solo un sustituyente en el anillo
Nombrar al sustituyente y agregar la palabra
benceno. Sin indicar la posición.
Br
Cl
CH2CH3
Bromobenceno Clorobenceno Etilbenceno
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Nomenclatura común * de algunos bencenos
monosustituidos cuyos nombres son aceptados y
usados como nombres base
Tolueno* Fenol* Anilina*
metilbenceno Hidroxibenceno Aminobenceno
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Nomenclatura común de los radicales derivados
de los anillos aromáticos y como se nombran.
C6H5-
Fenilo ó
Fenil
Bencilo ó
bencil
CH2 -
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Ejercicios:
Escriba los nombres UIQPA de los siguientes alcanos con un
sustituyente aromático
2)
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B- Dos sustituyentes : Se utilizan los prefijos
orto (o-),meta (m-), para (p-).
Orto (o-)
Posiciones 1,2
Meta ( m-)
Posiciones 1,3
Para (p-)
Posiciones 1,4
sustituyentes
adyacentes
sustituyentes
separados por 1 C
entre si
sustituyentes
separado por 2 C
entre si
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Ejemplos :1) Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Clo-diclorobenceno
1,2-diclorobencenom- diclorobenceno
1,3-diclorobencenop-diclorobenceno
1,4-diclorobenceno
CH3
NO2
OH
NO2
p-nitrotoluenoo-nitrofenol
otros ejemplos:
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-----------Su nombre es ácido benzoico,
Los bencenos disustituidos donde los
dos grupos sustituyentes son dos
metilos son conocidos como
«XILENOS»
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Propiedades QuímicasNITRACIÓN : se sustituye uno de los Hidrógenos
del anillo por el grupo nitro ( -NO2 ) del HNO3
Como producto secundario se obtiene H2O
H HO-NO2 NO2
+ HNO3 + H2O
Nitrobenceno
H2SO4
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SULFONACIÓN : Se sustituye uno de los
Hidrógenos del anillo bencénico por el –SO3H.
Como producto secundario se obtiene H2O. En
el laboratorio se observa una turbidez como
producto de la reacción.
SULFONACION
H HO-SO3H SO3H
+ H2SO4 + H2O
Benceno ácido bencensulfónico
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ALQUILACIÓN: Conocida como Reacción de
Friedel-Crafts consiste en la sustitución de un
Hidrogeno del anillo por un grupo alquilo o
arilo. Necesita como catalíticos FeCl3, AlCl3.
Como producto secundario se obtiene el
hidrácido respectivo
AlCl3
1) C6H6 + CH3CH2Cl C6H5CH2CH3 + HCl
H CH3
+ CH3Cl AlCl 3 + HCl
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HALOGENACION: consiste en la sustitución de un
H del anillo aromático por un halógeno, como
subproducto se obtiene el hidrácido respectivo.
Necesita los mismos catalíticos que la
alquilación : FeCl3 , AlCl3C6H6 + Cl2 AlCl3 C6H5Cl + HCl
H Br
+ Br2 + HBr FeBr3
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US0S E IMPORTANCIA• Los compuestos con anillos bencénicos se encuentran
en vegetales y animales, sin embargo son producidospor el reino vegetal. Como los animales necesitancompuestos aromáticos para desarrollarse debenobtenerlos de la alimentación especialmenteconsumiendo vegetales.
• Algunos medicamentos comunes como la aspirina, elacetaminofén, ibuprofén, y algunos aromatizantes comola vainilla, contienen anillos bencénicos.
• En general el benceno se utiliza como solvente y comomaterial para sintetizar otros compuestos. Susderivados se utilizan en la fabricación de colorantes,pesticidas medicamentos, plásticos desinfectantes , etc.
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Compuestos orgánicos halogenados
(Haloalcanos ó haluros de alquilo)
Poseen uno o más átomos de halógeno dentro
de la cadena carbonada.
CLASIFICACIÓN
I-Por el radical al que se unen:
Haluros de alquilo y de Arilo
II-Por el carbono al que se unen:
Primarios, Secundarios, Terciarios
III-Por el halógeno unido a la cadena carbonada:
Fluorados, Clorados, Bromados, Iodados
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Por el radical al que se unen
Hidrocarburo
sustituido Derivado
Alifático
Haluro de AlquiloR-X Ej:
CH3CH2Cl
Aromático Haluro de Arilo
Ar –X Ej:
F
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Por el carbono al que se unen ( primarios,
secundarios, terciarios)
Carbono Ejemplos : Estructuras y nombres
UIQPA/Común
1o. CH3CH2CH2CH2Cl 1-Clorobutano /
Haluro primario Cloruro de n-butilo
2o. CH3CH CH2CH3 2-clorobutano /
Cl cloruro de sec-butilo
Haluro secundario
3o. CH3 2-cloro-2-metilpropano /
CH3CCl Cloruro de terbutilo
CH3
Haluro terciario
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Por el halógeno unido al radical:
Estructura Nombre común /
UIQPA
Clorados CHCl3 Cloroformo /
triclorometano
Bromados CHBr3Bromoformo /
tribromometano
Fluorados CHF3Fluoroformo /
trifluorometano
Yodados CHI3 Yodoformo /
triyodometano
Propiedades físicas de los haluros o
derivados halogenadosPuntos de ebullición : aumenta con el tamaño del
átomo de halógeno que sustituye a la cadena o anillo:
Estos puntos de ebullición se comportan así :
Fluorados < Clorados < Bromados < Iodados
Solubilidad en agua: Tienen cierto carácter polar, que
se va perdiendo a medida que aumenta la cadena
carbonada. Los floruros unidos a cadenas cortas son
más solubles en agua que el resto de los haluros
debido a que el Flúor mantiene cierta capacidad de
formar puentes de hidrogeno con el agua. Lo que se
pierde al aumentar la cadena carbonada.30
Usos comunes de los haloalcanos
• Solventes y anestésicos son los usos más
comunes que se le dan.
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Usados en lavanderias
para quitar aceites y
grasas
Usados como
anestésicos
Dicloro metano CH2Cl2
1,1,1-tricloroetano:
Cl3C-CH3
Halotano o fluotano
Cloroetano ( Cloruro de
etilo.
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NOMENCLATURA
Sistema Común: Se nombra el halógeno
terminado en “uro” y a continuación el nombre
del radical al que esta unido.
CH3Cl Cloruro de metilo
CH3CH2CH2Br Bromuro de propilo
CCl4 Tetracloruro de carbono
CH3CHCH3
IYoduro de isopropilo
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UIQPA, se da la posición y nombre del halógeno,
si hay varios usar orden alfabético y a
continuación el nombre del alcano básico
Ejemplo :
1) CH3Cl
Br
1) CH3CH2CH2CHCHCH2Cl
CH3
3) CH2CH2
F F
4) CH2=CHCH2Cl
Clorometano
2-bromo-1-cloro-3-metilhexano
1,2-difluoroetano
3-cloropropeno
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Algunos usos derivados halogenados
Cloroformo
CHCl3
Usado como anestésico. Dejo de
usarse por ser tóxico y cancerígeno.
Actualmente se usa como solvente.
Halotano ó
Fluotano
CF3CHClBr
Anestésico general más usado, poca
tóxico, no explosivo, olor agradable,
pocos efectos secundarios. Se
elimina rápidamente del cuerpo
DDT (diclorodifenil
tricloroetano)
Usado como pesticida en algunos
países para el control de insectos
transmisores de enfermedades.
CH2Cl2Diclorometano
Usado en lavanderías para quitar
manchas de aceites y grasas
Continuación uso de haluros de alquilo ó
derivados halogenados
Cloroetano ó
cloruro de etilo
CH3CH2Cl
Usado como anestésico local. Al
evaporarse rápido enfría la piel y
disminuye el dolor, usado por
deportistas.
Cloruro de metileno
CH2Cl2
Usado como solvente para limpieza y
desengrasado. Antes usado para
extraer componentes del café y
producir café soluble, en desuso
porque deja residuos toxicos en el
café.
Tetracloruro de
Carbono CCl4
Usado como solvente y para lavado
en seco, en desuso por ser tóxico y
cancerígeno35