Compuestos aromáticos

Capítulo 9: Compuestos
aromáticos. Benceno
Dr. José I. Borrell
Laboratori de Síntesi
Grup d’Enginyeria Molecular (GEM)
Institut Químic de Sarrià, Universitat Ramon Llull

Química Orgánica I (Capítulo 9)

1

9.1. Introducción

s. XIX

se aisla un amplio grupo de compuestos a los que se denomina
“aromáticos” debido a su olor agradable y característico

O

CH3

H

ToluenoTolu balsam

Benzaldehído
Alquitrán

Las especiales características de dichos
compuestos y su reactividad anómala
atrajeron la atención de los químicos

Benceno

Química Orgánica I (Capítulo 9)

El presente capítulo presenta las dificultades
que comportó establecer las características
que confieren “aromaticidad”

2

9.2. Benceno: Determinación de estructura

1825 Faradayaísla el benceno (feno) del gas del alumbrado. Determina la
composición en C y H
1833 Mitscherlich lo sintetiza por descarboxilación del ácido benzoico.
Establece la fórmula C6H6
1845 Hofmann lo aísla del alquitrán
1870 Berthelot lo sintetiza por trimerización del acetileno
Se estudia la reactividad del benceno con los siguientes resultados:
(1) adiciona 3 X2 en presencia de luz
(2) adiciona3 H2 en condiciones drásticas
(3) adiciona 3 O3 para dar el triozónido

Reacciones propias de alquenos
presencia de 3 dobles enlaces

(4) no reacciona con KMnO4 (condiciones drásticas
CO2 y H2O)
(5) sin luz, en presencia de FeX3, sustituye H por X
(6) no adiciona HX

Química Orgánica I (Capítulo 9)

Reacciones “anómalas”
los dobles enlaces no
son normales

3

9.2. Benceno:Determinación de estructura (2)

1865 Kekulé propone una estructura cíclica en que todos los
carbonos son iguales pero los enlaces no. Al ser
dobles enlaces localizados no explican
reactividad anómala
1867 Dewar propone una estructura
cíclica con enlace diagonal

Friedrich A. Kekulé
(1829- 1896)

1867 Klaus propone una estructura
cíclica triplemente diagonal
1867 Ladenburg propone unaestructura en forma de
poliedro triangular por cuestiones de isomería
1867 Van’t Hoff se opone a Ladenburg pues según la estructura
anterior existiran isómeros ópticos
1867 Meyer apoya la estructura de Kekulé alegando la escasa importancia
de la posición de los dobles enlaces (anecdótico)

Química Orgánica I (Capítulo 9)

4

9.2. Benceno: Determinación de estructura (3)
1872 Kekulépropone una “resonancia” de los dobles
enlaces entendida como equilibrio rápido
1892 Baeyer demuestra que el hexahidrobenceno y el ciclohexano son el
mismo compuesto. Descarta Ladenburg y enlaces diagonales
Benceno

H2

Hexahidrobenceno

=

cat
Ciclohexano

1899 Thiele utiliza la “teoría de las valencias parciales” para evitar
el concepto de resonancia de Kekulé
1925 Armit yRobinson indican que las especiales características
del benceno son debidas a la presencia de un “loop” cerrado
de electrones. Hablan del “Sexteto Aromático”
1931 Aceptación de la estructura de Kekulé con
el concepto moderno de resonancia
1965 Tamelen demuestra la existencia del benceno
de Dewar en benceno a T < -20ºC

Química Orgánica I (Capítulo 9)

No es plano

5

9.2. Benceno:Determinación de estructura (4)
H
H

H

H

H
H

Compuesto monocíclico
conjugado de fórmula C6H6
Hexagonal, simétrico, plano

1.39Å
120º

Inusualmente estable (bajo contenido
energético, ER = 36kcal/mol)

Evaluación de la energía de resonancia

ciclohexatrieno

a) Hidrogenación catalítica
El ciclohexatrieno debería tener
un calor de hidrogenación que
fuese 3 veces el delciclohexeno

36 kcal/mol

ER = ΔHbenceno - 3 ΔHciclohexeno =
= -49.8 - 3·(-28.6) = 36 kcal/mol
La estabilización es muy superior
a la de un dieno normal
(ER ciclohexadieno = 1.8 kcal/mol)

Química Orgánica I (Capítulo 9)

6

9.2. Benceno: Determinación de estructura (5)
Método de
Klages-Wheland

b) Combustión
+ 15/2 O2 (g)

3 H2O (g) + 6 CO2 (g)

ΔHtotal = ΣΔHenlace...