Benceno y sus derivados




Benceno
Nomenclatura
Los bencenos monosustituidos se nombran añadiendo el prefijo del sustituyente a la palabra benceno (clorobenceno). Para bencenos disustituidos se utilizan los prefijos orto, meta y para.
Aromaticidad del benceno
El benceno es particularmente estable debido a la deslocalización por resonancia de los electrones π que forman los dobles enlaces. La regla de Hückelestablece las condiciones que debe cumplir un compuesto para ser aromático:
1. Estructura plana,
2. Con conjugación cíclica y
3. 4n+2 electrones π con n = 0, 1,2,3..........
Reactividad del benceno
La sustitución electrófila del benceno tiene lugar por adición del electrófilo al anillo seguida de la perdida de un protón que permite la recuperación de la aromaticidad. La sulfonación es unareacción reversible que permite proteger una posición del anillo. Las reacciones de acilación y alquilación introducen grupos acilo y alquilo sobre el benceno. La mezcla nítrico sulfúrico genera el catión NO2+ que actúa como electrófilo en la nitración del benceno.
Activación y desactivación del anillo.
Los grupos alquilo (metilo, etilo) ceden carga al benceno por efecto inductivo, activándolodébilmente y por ello aumentando su reactividad en la sustitución electrófila. Estos grupos se denominan activantes débiles y orientan a las posicionesortopara.
Los grupos con pares solitarios ceden carga al benceno por efecto resonante, son activantes fuertes y orientan también a orto y para.
Los grupos con enlaces múltiples (aldehídos, cetonas, esteres, amidas) roban carga del benceno por efectoresonante, disminuyendo su reactividad y orientan a la posición meta.
Sustitución nucleófila aromática.
La nube π del benceno impide el ataque de los nucleófilos, por ello no se observan reacciones de adición nucleófila. Sin embargo, existe una excepción cuando en las posiciones orto y para respecto a un halógeno hay grupos desactivantes fuertes, en este caso se produce la sustitución delhalógeno por el nucleófilo correspondiente.
Posición bencílica
Se denomina posición bencílica a la contigua al anillo aromático. Tiene una reactividad muy similar a la posición alílica, generando carbocationes, carbaniones y radicales de gran estabilidad. Sobre posiciones bencílicas se pueden dar mecanismos SN1 incluso con haloalcanos primarios.
Oxidación de cadenas laterales
El permanganato depotasio y el dicromato de potasio permiten oxidar grupos alquilo del benceno. La cadena rompe por la posición bencílica independientemente de su longitud, generando ácido benzoico.
Reducción de Birch
Se trata de una hidrogenación parcial del benceno que se realiza con sodio, amoniaco líquido y etanol. El resultado es un ciclohexadieno con los dobles enlaces en posiciones 1,4.


Nomenclaturadel benceno
Nomenclatura de bencenos monosustituidos
Los bencenos con un sólo sustituyente se nombran añadiendo el prefijo del sustituyente a la palabra benceno.

Bencenos disustituidos
En bencenos disustituidos se indica la posición de los sustituyentes con los prefijos orto (posición 1,2), meta (posición 1,3) y para (posición 1,4).


Nomenclatura de bencenos con varios sustituyentes
Losderivados con tres o más sustituyentes se nombran numerando el anillo de manera que los carbonos sustituidos tomen los localizadores más bajos posibles.

Regla de Hückel, aromaticidad del benceno
Aromaticidad del benceno
El benceno es un sistema cíclico de 6 electrones π deslocalizados. Está formado por 6 carbonos con hibridación sp2 cuyos orbitales p solapan formando una nube que permite ladeslocalización de los electrónes p y confiere al benceno una gran estabilidad.


Esta energía de estabilización, llamada aromaticidad, está presente en otras moléculas que podemos identificar siguiendo las reglas de Hückel:
Regla 1.- Un sistema aromático debe ser cíclico y plano (sin carbonos sp3 en el ciclo)
Regla 2.- Existe conjugación cíclica de los dobles enlaces.
Regla 3.- El...