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Aromáticos Avanzado

Aromàtics Avançat

Aromatics Advanced

Nivel Universitario: La química del benceno va más allá del nombre. Estudiamos su estabilidad, sus reacciones sintéticas (SEAr) y sus efectos en la orientación.

Nivell Universitari: La química del benzè va més enllà del nom. Estudiem la seva estabilitat, les seves reaccions sintètiques (SEAr) i els seus efectes en l'orientació.

University Level: Benzene chemistry goes beyond naming. We study its stability, synthetic reactions (SEAr), and orientation effects.

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1. Aromaticidad y Hückel

1. Aromaticitat i Hückel

1. Aromaticity & Hückel

Para ser aromático, debe ser **cíclico**, **plano**, tener todos los átomos $sp^2$ o $sp$, y poseer $$ (4n+2) $$ electrones $\pi$ (donde \(n = 0, 1, 2...\)).

Per ser aromàtic, ha de ser cíclic, pla, $sp^2$/$sp$ i tenir $$ (4n+2) $$ electrons $\pi$.

To be aromatic, it must be cyclic, planar, $sp^2$/$sp$, and have $$ (4n+2) $$ $\pi$ electrons.

Ej: Benceno tiene 6 $\pi$ e⁻ (n=1).
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2. Sustitución Electrófila (SEAr)

2. Substitució Electròfila (SEAr)

2. Electrophilic Sub. (SEAr)

Reacción típica del benceno. El anillo NO hace adiciones (como un alqueno), sino que reemplaza un H para conservar su estabilidad.

Reacció típica del benzè. L'anell NO fa addicions, sinó que reemplaça un H per conservar la seva estabilitat.

Typical reaction of benzene. The ring DOES NOT do additions, it replaces an H to preserve stability.

$$\text{Benceno} + E^+ \rightarrow \text{Sigma Complex} \rightarrow \text{Sustituido} $$
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3. Efectos de Orientación

3. Efectes d'Orientació

3. Orientation Effects

Un sustituyente ($Y$) ya presente guía la siguiente reacción a posiciones $o/p$ (Activantes) o $m$ (Desactivantes).

Un substituent ($Y$) ja present guia la següent reacció a posicions $o/p$ (Activants) o $m$ (Desactivants).

An existing substituent ($Y$) directs the next reaction to $o/p$ (Activating) or $m$ (Deactivating) positions.

o, p-Directores (Activantes): $-\text{OH}$, $-\text{NH}_2$, $-\text{R}$ (alquilo).
m-Directores (Desactivantes): $-\text{NO}_2$, $-\text{COOH}$, $-\text{SO}_3\text{H}$.
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4. Aromáticos Policíclicos (PAHs)

4. Aromàtics Policíclics (PAHs)

4. Polycyclic Aromatics (PAHs)

Dos o más anillos fusionados (Naftaleno, Antraceno). Son importantes en toxicología (muchos son carcinógenos).

Dos o més anells fusionats (Naftalè, Antracè). Són importants en toxicologia (carcinògens).

Two or more fused rings (Naphthalene, Anthracene). Important in toxicology (many are carcinogens).

$$\text{Naftaleno: } C_{10}H_8$$

🏋️ Gimnasio de Reactividad (35 Ejercicios)

🏋️ Gimnàs de Reactivitat (35 Exercicis)

🏋️ Reactivity Gym (35 Exercises)

Nivel 1: Aromaticidad ($4n+2$)
Ciclobutadieno ($\text{C}_4\text{H}_4$)
Anti-aromático (4 $\pi$ e⁻)
Ciclopropenil Catión
Aromático (2 $\pi$ e⁻, n=0)
Ciclooctatetraeno
No aromático (No es plano)
Anión Ciclopentadienilo
Aromático (6 $\pi$ e⁻)
Piridina ($\text{C}_5\text{H}_5\text{N}$)
Aromático (6 $\pi$ e⁻)
Catión Cicloheptatrienilo
Aromático (6 $\pi$ e⁻)
Electrones $\pi$ del Naftaleno?
10 $\pi$ e⁻ (n=2)
Nivel 2: Predicción de SEAr
Tolueno ($\text{CH}_3$) + Nitración
o-nitrotolueno y p-nitrotolueno
Ácido benzoico ($\text{COOH}$) + Bromación
m-bromoácido benzoico
Fenol ($\text{OH}$) + Sulfonación
o-hidroxibencenosulfónico y p-hidroxibencenosulfónico
Nitrobenzeno ($\text{NO}_2$) + Cloración
m-cloronitrobenceno
Clorobenceno ($\text{Cl}$) + Nitración
o-cloronitrobenceno y p-cloronitrobenceno
Anilina ($\text{NH}_2$) + Bromación
2,4,6-tribromoanilina
Benceno + Halogenación
Halobenceno (monosustitución)
Benceno + Acilación de Friedel-Crafts
Fenilcetona
Tolueno + Nitración
o/p-nitrotolueno
Sustituyente más activante?
$-\text{OH}$ (Fenol)
Nivel 3: Estabilidad y Estructura
¿Es el benceno un alqueno (Adición)?
No, hace Sustitución (SEAr)
Hibridación de los C del benceno?
$sp^2$
Longitud del enlace C-C en benceno?
Intermedia ($1.39 \text{ Å}$)
Intermedio de la SEAr?
Carbocatión o $\sigma$-complejo
¿Por qué $-\text{NO}_2$ es meta-director?
Desactiva más las posiciones $o/p$
Carbocatión aromático más estable?
El del anillo bencénico (sigma complex)
o-dimetilbenceno
o-Xileno
m-metilfenol
m-Cresol
Ácido anilinasulfónico
Ácido sulfanílico (zwitterión)
Fenilmetano
Tolueno
Nivel 4: Fórmulas Avanzadas (Reverse)
1-nitro-2-clorobenceno
o-cloronitrobenceno
Anillo con $\text{CH}_3$ y $\text{NH}_2$ en 1,4
p-Toluidina
Sustituyente $-\text{COOH}$
Ácido Benzoico
PAH con tres anillos en línea
Antraceno
PAH con dos anillos fusionados
Naftaleno