Stereochimica e composti aromatici

Composti aromatici

Benzene (C₆H₆)

È un composto aromatico con alta insaturazione, infatti possiede doppi legami in tutto il ciclo, però non possiamo rappresentarlo così, in quanto ad ogni C c'è un H ed il C non può superare l'ottetto; x questo motivo si utilizza la formula di risonanza di Kekulé.

Abbiamo quindi 3 doppi legami (ovvero 6 e) delocalizzati su 6 atomi; anche se apparentemente può sembrare che i doppi legami si alternano con quelli semplici, in realtà qui tutti i legami sono uguali: tutti e 6 legami hanno una lunghezza intermedia tra legame doppio e semplice.

Quindi: la reale struttura del benzene è l'intermedio tra le 2 strutture di risonanza.

Nella aromatica c'è una nuvola elettronica costituita da 6 orbitali P e si sovrappongono, che si trova al di sopra e al di sotto del piano. È quindi il sistema è molto stabile (N.I.).

Che tipo di reazione ci dà il benzene?

Essendo costituito da 2 nuvole elettroniche, quindi nucleofilo, ci aspetteremmo che fa le addizioni elettrofile normali degli alcheni:

In realtà questa reazione non può avvenire in quanto il benzene è molto stabile, quindi favorisce la sostituzione elettrofila, non l'addizione perché quest'ultima distruggerebbe i doppi legami che mantiene il benzene e assolutamente toglierebbe, in caso di molecola, la stabilità.

Infatti osserviamo che:

• Alchene ^HLBr
• Alchene ^liberiamo 28 Kcal/mol
• Alchene ^liberiamo 55 Kcal/mol
• Benzene ^liberiamo 24 Kcal/mol

Composti aromatici

Benzene (C₆H₆)

È un composto aromatico con alta insaturazione, infatti possiede doppi legami in tutto il ciclo, però non possiamo rappresentarlo così in quanto ad ogni C c’è 1 H ed il C non può espandere l’ottetto: x questo motivo si utilizza la formula di risonanza di Kekulè.

Abbiamo quindi 3 doppi legami (ovvero 6 e) delocalizzati su 6 atomi; anche se apparentemente può sembrare che i doppi legami si alternano con quelli semplici, in realtà qui tutti i legami sono uguali: tutti e 6 legami hanno una lunghezza intermedia tra legame doppio e semplice.

Quindi: la reale struttura del benzene è l’intermedio tra le 2 strutture di risonanza.

Nel legame aromatico c’è una nuvola elettronica costruita da 6 orbitali P che si sovrappongono, che si trova al di sopra e al di sotto del piano. È quindi il sistema molto stabile (N.R.).

Che tipo di reazione ci dà il benzene?

Essendo costituito da nuvola elettronica, quindi nucleofilo, ci aspetteremmo che fa le addizioni elettrofile normali degli alcheni:

Br - Br CCL₄

In realtà questa reazione non può avvenire in quanto il benzene è molto stabile, quindi favorisce la sostituzione elettrofila, vai all’alchene perché quest’ultima distruggerebbe i doppi legami che invece il benzene vuole assolutamente mantenere, in modo da mantenere la stabilità.

Infatti osserviamo che:

• Cicloesene
• Cicloesadiene
• Benzene_H
• Br_Br
• Br
• Liberano 28 Kcal/mol
• Liberano 55 Kcal/mol
• Liberano 24 Kcal/mol

Non è quindi un valore troppo rispetto al cicloesene. Questo significa che il benzene contiene meno energia di quanto ci si possa aspettare esattamente 36 Kcal * mol^-1 (l'ammulo sfugge di 3 anuli) e quindi significa che il benzene è molto + stabile rispetto al ciclisene.

Caratteristiche di 1 aromatico

I composti per essere aromatici, devono essere:

• Planari
• Ciclici
• Ibridati SP2
• Il numero di elettroni del ciclo deve essere un numero pari a 4n+2;

Nel benzene sono wolfetti (Regola di Huckel). Quà un composto ciclico deve avere un numero di doppi legami di doppi:

Ciclopentadiene (non aromatico in quanto num. di E^- 4

Parenfassati-ciclo-epicatele (è stabile perciò è aromatico) num. di E^- 6....

Schematizzando:

• Aromiotici = 2, 6, 10, 14, 18 elettroni π (num. dispari di doppi legami)
• Non aromatici = 4, 8, 12, 16, 20 elettroni π (num. pari di doppi legami)

La nuvola π deve essere ininterrotta, quindi non ci devono essere C ibridizzati sp3:

Il cicloeptatiene, infatti, pur presentando 6 elettroni π come il benzene, ha un C ibridato sp3.

Reazione di sostituzione elettrofila del benzene

Il benzene, essendo π-ricco, perché costituito da legami π, subisce sostituzioni elettrofile. È un po’ come l’addizione, però questo modo reattivo in quanto è molto stabile, quindi è necessario un forte elettrofilo. Uno dei legami π si sposta verso l’ET e si forma il carbocatione. Quindi avremo un solo legame σ e gli altri con