espero te sirva la información

1. AROMÁTICOS
LEIDY STEFANIA BARON PEREA
Estudiante
ONCE UNO
Grado
DIANA FERNANDA JARAMILLO
Docente
INSTITUCION EDUCATIVA EXALUMNAS DE LA PRESENTACIÓN
IBAGUÉ -TOLIMA
2018
TABLA DE CONTENIDO

2. Introducciòn……………………………………………..………….………….1
Objetivos……………………………………………….……………………...2
Marco teórico………………………………………….……………………...3
Propiedades físicas.………………………………………………………….4
Propiedades químicas……………………………………………………….5
Estructuras aromáticas………………..……………………………………..6
Representación del Benceno…………..……………………………………7
Formulación de Kekulé……………………………………………………….8
Resonancia del benceno……………………………………………………..9
Orbitales moleculares pi del benceno………………………………….......10
Simulador de la hibridación sp2 aromática (orbital molecular
π gigante)................................................................................................11
Nomenclatura………………………………………………………………....12
Otras estructuras aromáticas…………….…………………………………13
Algunos compuestos aromáticos heterocíclicos….………………………14
Representación de la aromaticidad con orbitales moleculares y
la regla de hückel (4N+2).......................................................................15
Reacciones químicas del Benceno………………………………………..16
Mecanismo de las reacciones de sustitución aromática y la
monosustitución en el anillo aromático…………………………………...17
Limitaciones para la reacción de Friedel y Crafts………….…………….18
Uso de los hidrocarburos aromáticos……………………………………..19
Perjuicios o riesgos………………………………………………………….20
Solución del laboratorio…………………………………………………….21
Conclusiones………………………………………………………………...22
Webgrafias…………………………………………………………………...23

3. Introducción
Este blog es creado con el fin de brindar una información útil y precisa con
todo acerca de los hidrocarburos aromáticos, Los compuestos aromáticos
abarcan una amplia gama de sustancias químicas de uno dos o más anillos
altamente insaturados de fórmula CnHn que poseen propiedades químicas
singulares. La aromaticidad no es un atributo de los compuestos de C e H
solamente,sino que también en su estructura pueden encontrarse otros
átomos como oxígeno y nitrógeno constituyendo la gran familia de los
compuestos heterocíclicos aromáticos. En el siglo XVII, Kekulé propuso una
estructura para el hidrocarburo más representativo de los aromáticos: el
benceno C6H6.
OBJETIVOS:

4. ➔ Mediante diversos ejemplos poderaprender cómo se comportan y
conformanlos hidrocarburos aromáticos
➔ Conocery comprendercada una de la clasificaciónde los
hidrocarburos aromáticos para obtener una ejecucióncorrecta de
cada uno de los mismos.
➔ Hacer un enfoque claro y útil en los compuestos de los
hidrocarburos aromáticos
➔ Dar a conocerde forma didácticala importancia de cada
hidrocarburo aromático para adquirir un aprendizaje significativo.
➔ Dar a entender de manera clara y sencilla el significado y todo lo
relacionado con los hidrocarburos aromáticos y el benceno.
MARCO TEÓRICO

5. En los inicios de la química orgánica, la palabra aromático se usó para describir
sustancias fragantes como el benzaldehído (de cerezas, durazno y almendras), el
tolueno (del bálsamo de tolú) y el benceno (del destilado del carbón). Sin embargo,
pronto se comprendió que las sustancias agrupadas como aromáticas se comportan
de manera químicamente distinta de como lo hace la mayoría de los otros
compuestos orgánicos.
En la actualidad, el término aromático se emplea para referirse al benceno y a los
compuestos relacionados estructuralmente con él.Las sustancias aromáticas
presentan un comportamiento químico muy distinto del de las sustancias alifáticas.
De modo que los químicos de principios del siglo XIX tenían razón cuando hicieron
notar que existe una diferencia química entre los compuestos aromáticos y los otros;
sin embargo, la asociación de la aromaticidad con la fragancia hace mucho que se
perdió.
Muchos compuestos aislados de fuentes naturales son parcialmente aromáticos.
Además de benceno, benzaldehído y tolueno, otros compuestos complejos tienen
anillos aromáticos, como la hormona esteroide femenina llamada estrona y el bien
conocido analgésico de nombre morfina. Muchos fármacos sintéticos usados en

6. medicina son también parcialmente aromáticos; el tranquilizante denominado
diazepam (o valium) es uno de muchos ejemplos.
PROPIEDADES FÍSICAS

7. 1. Son compuestos de baja polaridad.
2. Insolubles en agua
3. Menos densos que el agua
4. En ausencia de grupos sustituyentes polares, las fuerzas intermoleculares
son débiles y limitadas a las atracciones de Van Der Waals del tipo dipolo
inducido-dipolo inducido.
5. Hasta no hace mucho y a pesar de su inflamabilidad, el benceno se usó
ampliamente como disolvente. Este uso ha desaparecido prácticamente una
vez que fue demostrado que el benceno es un cancerígeno y pruebas
estadísticas demuestran un aumento de la incidencia de la leucemia entre los
trabajadores expuestos a niveles de benceno tan bajo como 1 ppm (1 mg/litro
de solución). El tolueno ha reemplazado al benceno como disolvente
orgánico barato, porque tiene propiedades similares como disolvente y no se
ha demostrado que sea cancerígeno en los sistemas celulares y a los niveles
que lo es el benceno.
PROPIEDADES QUÍMICAS:

8. La reacción más importante de los compuestos aromáticos es la sustitución
electrofílica aromática. Esto es, un electrófilo (E+ ) reacciona con un anillo aromático
y sustituye uno de los hidrógenos.
Por medio de este tipo de reacción de sustitución electrofílica es posible introducir
muchos sustituyentes distintos en el anillo aromático. Seleccionando las condiciones
y los reactivos apropiados, el anillo aromático puede reaccionar de la siguiente
forma:
Halogenación: El anillo aromático se puede halogenar (sustituir con un halógeno: -
Cl, -Br) utilizando un catalizador que es un ácido de Lewis como FeBr3o FeCl3.La
función del catalizador es generar el electrófilo Br+.
Nitración: El benceno experimenta nitración (sustituir con un grupo nitro: -NO2 )
cuando se trata con HNO3 concentrado. El ácido de Lewis catalizador en esta
reacción es el H2SO4 concentrado.

9. Sulfonación: (sustituir con un grupo sulfónico: -SO3H) del benceno con ácido
sulfúrico fumante (H2SO4 + SO3 ) produce un ácido bencenosulfónico.
Alquilación: (sustituir con un grupo alquilo: -R) con un halogenuro de alquilo y una
traza de AlCl3 se llama a menudo alquilación de Friedel-Crafts, en honor de
Charles Friedel, químico francés y James Crafts, químico norteamericano, quienes
desarrollaron esta reacción en 1887.
Para identificar un anillo aromático se puede utilizar la reacción de Friedel-Crafts,
que es a una reacción de sustitución electrofílica aromática. Los anillos de
benceno pueden alquilarse al hacerlos reaccionar con un cloruro de alquilo en
presencia del cloruro de aluminio (ácido de lewis) como catalizador, obteniéndose
como producto un hidrocarburo aromático y un haluro de hidrógeno. Ya que para la
identificación se utiliza cloroformo como cloruro de alquilo se produce la formación

10. de un derivado del ion triarilmetilo, el cual es el causante de la coloración
observada en el test, lo que indica que se ha producido una reacción positiva.
Color obtenido con el benceno
ESTRUCTURAS AROMÁTICAS

11. Hay una gran estabilidad química asociada a la estructura del benceno y en general
a todos los compuestos aromáticos. Esto es debido a que son estructuras químicas
cíclicas, planas que poseen un número máximo de dobles enlaces conjugados
permitiendo así una amplia deslocalización electrónica en su sistema π.Su estudio
ha demostrado que los enlaces entre los átomos de carbono sucesivos son
semejantes, es decir, no se puede distinguir entre enlace simple y enlace doble
como en la estructura (A) De esta manera, la estructura del benceno, es un híbrido
de resonancia entre las estructuras contribuyentes (C) y (D) La estructura (E) no es
una mezcla de (C) y (D), sino que es una estructura que tiene características físicas
y químicas ponderadas tanto de (C) como de (D):
Si la longitud del enlace simple C-C es de 1,54 x 10-8 cm y la del doble C=Ces 1,34
x 10-8 cm, la longitud del enlace C-C aromático tiene un valor intermedio entre
simple y doble de 1,39 x 10-8 cm.
REPRESENTACIÓN DEL BENCENO
Estas representaciones se encuentran a menudo en los textos de química orgánica.
A la izquierda, una representación resonante de sus estructuras contribuyentes. La
figura de la derecha, es la representación de un híbrido de resonancia que pone de
manifiesto que la extensión de la deslocalización electrónica abarca el anillo
completo. Se verá más adelante que una u otra de las formas es útil para dar cuenta
de las propiedades químicas de estos compuestos.
Formulación de Kekulé

12. El planteamiento de la estructura del benceno llevó todo un proceso. Inicialmente se
propusieron varios modelos como se puede ver a continuación:
En 1866, sólo unos pocos años después de la publicación de sus ideas acerca de lo
que hoy conocemos como teoría estructural de la química orgánica. August Kekulé
aplicó sus principios a la estructura del benceno. Basó su razonamiento en tres
premisas:
● El benceno es C6H6.
● Todos los hidrógenos del benceno son equivalentes.
● La teoría estructural requiere que haya cuatro enlaces para cada carbono.
Kekulé aventuró la idea de que los seis átomos de carbono del benceno estaban
juntos en un anillo. Los cuatro enlaces de cada carbono podían ser acomodados por
un sistema de simples y dobles enlaces alternantes con un hidrógeno en cada
carbono.
Pronto fue señalado un fallo en la fórmula de Kekulé del benceno. De acuerdo con
la fórmula de Kekulé, la disustitución 1,2 es diferente a la disustitución 1,6. Estas
dos fórmulas estructurales difieren en que los dos carbonos sustituidos están
conectados por un doble enlace en una y por un enlace simple en la otra. Dado que
todos los conocimientos disponibles indican que tal isomería no existía, Kekulé
modificó su hipótesis y consideró que en el benceno existía una rápida migración de
enlace consecuencia de una interconversión de dos estructuras.

13. La formulación de Kekulé se refiere a la estructura del benceno, pero deja sin
resolver importantes preguntas acerca de su reactividad. El benceno no se
comporta en la forma que podríamos esperar para el comportamiento del
ciclohexatrieno. El benceno no es un ciclohexatrieno estático, el benceno no es un
par de isómeros de ciclohexatrieno que se equilibren rápidamente. Quedó para las
teorías electrónicas de la química orgánica del siglo XX proporcionar la comprensión
acerca del porqué el anillo de benceno es una unidad estructural tan estable.
Numerosos estudios no dejan duda de que el benceno es plano y que su esqueleto
carbonado tiene la forma de un hexágono regular. No hay evidencias que soporten
las formulaciones estructurales con dobles y simples enlaces alternados. Todos los
enlaces carbono-carbono tienen la misma longitud (1.39 Å) y los ángulos de enlace
de 120° se corresponden perfectamente con la hibridación sp2. Muy interesante es
que la distancia de 1.39 Å en el benceno es el punto medio entre la longitud del
típico enlace sencillo sp3-sp3 de 1.47 Å y la longitud del doble enlace sp2
-sp2
de 1.33
Å. Si las longitudes de enlace están relacionadas con el tipo de enlace.

14. Resonancia del benceno
La descripción del siglo XX acerca del enlace en el benceno incluyen dos
importantes aproximaciones, los tratamientos por resonancia y por orbitales
moleculares, que juntos proporcionan un cuadro bastante claro de la aromaticidad.
Empezaremos con la descripción de la resonancia.
Las dos estructuras de Kekulé para el benceno tienen la misma disposiciónde los
átomos pero difieren en el emplazamiento de los electrones. Así, existen formas
resonantes entre sí, pero ninguna de ellas representa correctamente por sí misma el
enlace en la molécula real. El benceno es un híbrido de las dos estructuras de
Kekulé. La estructura híbrida se representa a menudo por un hexágono que
contiene un círculo en la parte interna. El círculo nos recuerda la naturaleza
deslocalizada de los electrones. fue sugerida por primera vez por el químico Robert
Robinson como un símbolo conveniente para el sexteto aromático, los seis
electrones pi deslocalizados en el anillo de benceno.
Orbitales moleculares pi del benceno

15. Después de haber visto al benceno con base en la resonancia, se verá ahora una
descripción basada en los orbitales moleculares. La teoría OM describe al benceno
de un modo que, en muchos aspectos, es superior a la aproximación simple de la
resonancia.
En la representación orbital se ponen de relieve la conjugación cíclica de la
molécula de benceno y la equivalencia de los seis enlaces carbono-carbono.
Dado que los seis átomos de carbono y los seis orbitales p del benceno son
equivalentes, es imposible definir tres enlaces pi de alqueno localizados en los
cuales un orbital pi dado se superponen sólo con un orbital p vecino. Más bien, cada
orbital p se superpone de igual manera con ambos orbitales p vecinos, lo que da por
resultado un esquema del benceno en el que los seis electrones pi se encuentran
completamente deslocalizados alrededor del anillo. El benceno tiene, por tanto, dos
nubes de electrones en forma de rosquilla, una por encima del anillo y otra por
debajo.
Simulador de la hibridación sp2
aromática (orbital
molecular π gigante)

16. A continuación se puede observar las imágenes que se obtienen con el simulador
de la hibridación sp2:
La longitud de todos los enlaces C-C en el benceno es intermedia entre un enlace simple
y uno doble.

17. Nomenclatura
Las sustancias aromáticas, más que ningún otro tipo de compuestos orgánicos, han
adquirido un gran número de nombres comunes, no sistemáticos. Aunque el empleo
de tales nombres se desaliente, la IUPAC permite mantener algunos de los más
ampliamente usados. Así, el metilbenceno se conoce familiarmente como tolueno, el
hidroxibenceno como fenol, el aminobenceno como anilina, etc.
Los derivados monosustituidos del benceno se nombran sistemáticamente de la
misma manera que otros hidrocarburos, usando la palabra -benceno como nombre
principal. Así, tenemos: bromobenceno, nitrobenceno, y propilbenceno.

18. A los bencenos disustituidos se les asigna nombre usando uno de los prefijos orto-,
meta-, o para-. Un benceno orto-u o-disustituido tiene los dos sustituyentes en una
relación 1,2 en el anillo; un benceno meta- o m-disustituido tiene los dos
sustituyentes en una relación 1,3, y un benceno para- o p-disustituido tiene los dos
sustituyentes en una relación 1,4. Ejemplo: orto-diclorobenceno, meta-
cloronitrobenceno (los sustituyentes cloro y nitro deben ser ordenados
alfabéticamente), para-bromoyodobenceno.
OTRAS ESTRUCTURAS AROMÁTICAS

19. La estructura de la molécula de benceno es una de las más sencillas y recurrente
entre los compuestos aromáticos, aunque tenemos también algunas otras que son
un tanto más complejas con varios anillos insaturados: naftaleno, fenantreno y
antraceno.
Estas moléculas complejas suelen encontrarse a menudo en nuestro ámbito
cotidiano de vida, por ejemplo, en el hollín de las chimeneas, en el alquitrán de los
pavimentos urbanos, en el humo del tabaco, etc y son conocidas desde hace mucho
tiempo como moléculas inductoras de algún tipo de cáncer. Ciertos policiclos
aromáticos como el Benzo [ a ] pireno cuya estructura se muestra más abajo, son
capaces de producir alteraciones genéticas en sistemas biológicos, aún a muy bajas
concentraciones.
Se supone que estas sustancias pro-carcinógenas, son transformadas por algún
proceso enzimático en un carcinógeno activo, capaz de interaccionar con el ADN
celular, alterando en ese momento el mensaje genético indispensable para la
reproducción celular normal.
ALGUNOS COMPUESTOS AROMÁTICOS HETEROCÍCLICOS

20. Todas estas moléculas cíclicas, contienen al menos un átomo diferente al carbono
formando parte del anillo, el que puede ser de cinco o más átomos. Por ejemplo:
Algunas bases heterocíclicas aromáticas como la citosina, uracilo, adenina y
guanina son componentes esenciales de los ácidos nucleicos.
REPRESENTACIÓN DE LA AROMATICIDAD CON ORBITALES
MOLECULARES Y LA REGLA DE HÜCKEL (4N+2)
Como se dijo previamente, un compuesto aromático es un anillo con múltiples
dobles enlaces conjugados. Los cálculos de Erich Hückel, (químico alemán del
Instituto de Física Teórica de Stuttgart en la década de 1930) permitieron deducir
que, al igual que aquellos átomos de los gases nobles, cuando sus orbitales
atómicos estaban completos con sus respectivos pares de electrones, se obtenían
estructuras de gran estabilidad, encontró que lo mismo sucede con las moléculas
con sistemas electrónicos π conjugados y formando sistemas cíclicos o anillos
.Estas estructuras también adquirían una estabilidad extraordinaria si sus orbitales
moleculares se llenaban cada uno con un par de electrones con espín opuesto.
Sinembargo había otra condición que debía cumplirse, estos sistemas π serán
estables si el número de electrones π en la estructura cíclica cumple con la relación
4n + 2,donde n debe ser entero incluyendo además el valor cero. Es decir, n puede
tomar valores 0, 1, 2, 3, 4, etc. El valor de n=0 implica según Hückel un nivel básico
y único susceptible de ser llenado con solo un par de electrones, el resto de los

21. orbitales con energía creciente aparecen de a pares de niveles. Este nivel único y
básico está presente en todos los sistemas aromáticos. Por ejemplo: si los seis
orbitales atómicos p del benceno, se combinan entre sí, tiene lugar la formación de
seis orbitales moleculares; tres enlazantes y tres antienlazantes. Sus seis electrones
ocupan completamente y en parejas de espines opuestos, los tres orbitales
inferiores enlazantes (Diagrama Nº1) Otra de las condiciones que debe cumplirse en
los aromáticos, es su coplanaridad. Los diferentes orbitales atómicos p deben ser
paralelos entre sí y de esta manera, obtener su máxima superposición para poder
deslocalizar con máxima efectividad los electrones sobre el total del sistema cíclico
de dobles enlaces conjugados. Esta condición obliga a que todos los átomos que
forman parte del sistema aromático estén en un mismo plano. Al aplicar aquella
regla que dice que: “La mezcla de igual número de orbitale atómicos generan igual
número de orbitales moleculares”, a los seis orbitales 2p del benceno, entonces,
cuando estos seis orbitales atómicos 2p perfectamente paralelos, se mezclan entre
sí, generarán seis orbitales moleculares.
Según Hückel entonces, se debería obtener la siguiente distribución de orbitales
moleculares, niveles de energía y electrones para obtener el diagrama.

22. Las estructuras aromáticas no deben ser consideradas solamente como moléculas
neutras, y también pueden ser especies con carga eléctrica, y presentarse
como,aniones o cationes. Por ejemplo:
El ciclopropeno muestra una inusual tendencia a ceder un hidruro para así formar un
carbocatión aromático ciclopropenilo mucho más estable que la molécula
neutra.Otro ejemplo:
Por lo mismo, se ha encontrado que este hidrocarburo presenta también un inusual
carácter ácido pKa = 16, semejante a los alcoholes, valor que contrasta con la
acidez que muestran los alcanos pKa alrededor de 40 a 50. Esto se debería a lagran
estabilidad que logra el anión al adquirir una estructura aromática. Cuando no se
cumple la regla del (4n + 2), se dice que estos compuestos cíclicos son
antiaromáticos a pesar de tener dobles enlaces conjugados.Por Ejemplo:

23. Y ninguna de ellas es aromática, puesto que no cumplen con la condición de tener
un valor de n entero. Son estructuras poco estables. Para (A) que tiene cuatro
electrones π localizados en cuatro orbitales p se puede ver el siguiente diagrama de
energía de orbitales moleculares:
De los cuatro orbitales moleculares hay dos entre ellos de igual energía(Diagrama
Nº2). A esos orbitales isoenergéticos se les llama degenerados, en la jerga de los
químicos teórico cuánticos. Los cuatro electrones deben ser colocados entonces,
llenando los orbitales moleculares desde aquel de menor energía hacia arriba y
aquellos orbitales degenerados o isoenergéticos deben ser llenados con un electrón
cada vez. De esta manera hay dos electrones que quedan desapareados yla
molécula no es aromática. Una situación semejante se presenta en las otras dos
moléculas que acompañan al ciclobutadieno. Demuestre usted ahora esa condición
de no aromaticidad que presentan esas estructuras iónicas. Otra estructura
interesante es la que presenta el cicloheptatrieno:
Los diagramas de energía de los orbitales involucrados con estas estructuras se
muestran a continuación:

24. La estructura (B) que es la molécula neutra, no es aromática a pesar decumplir la
regla de Hückel, ya que, por no ser plana, (posee un carbono –CH2 - con
hibridación sp3) no puede deslocalizar los electrones alrededor del anillo.
La estructura (A) es una estructura plana, pero no cumple con la regla de (4n+ 2), y
posee electrones desapareados (ver diagrama Nº3) por lo tanto es anti-aromática.
La estructura (C) es una estructura plana, ya que, al perder un hidruro (protón con
dos electrones) en el carbono sp3, este cambia a hibridación sp2 quedando
entonces un orbital vacío p paralelo al resto de los orbitales p del anillo
conjugado.Cumple además con la regla de Hückel y por lo tanto es
aromático.Problema: Si los pares de electrones no compartidos del nitrógeno que
están en el pirrol y también en piridina, en un orbital atómico sp2.
NOMENCLATURA DE LOS COMPUESTOS AROMÁTICOS
Los compuestos se conocen desde hace mucho tiempo, incluso, antes que
aparecieran las reglas de la nomenclatura IUPAC, por esa razón, hay en la literatura
actual numerosos ejemplos de nombres triviales en la química de esta familia. Por
ejemplo:

25. IUPAC, acepta estos nombres no sistemáticos. Pero nombre sistemático de estos
compuestos, lo define IUPAC como la combinación del nombre del sustituyente
como prefijo del nombre benceno. Así por ejemplo
Cuando el anillo benceno está como sustituyente, su nombre es fenil, y el carbono
de la valencia libre es el Nº1; otros sustituyentes aromáticos son:

26. Benceno disustituido: Cuando sobre el anillo hay más de un sustituyente,
aparecen diferentes estructuras isoméricas
En general estos isómeros se abrevian con una letra como sigue: o- de orto, m- de
meta y p-de para. En esta nomenclatura, lo importante es la posición relativa de los
sustituyentes. El grupo sustituyente G puede estar sobre cualquier átomo de
carbono del anillo. Hay veces en que se combina esta regla de la disustitución o, m,
p con nombres comunes no sistemáticos. Por ejemplo:

27. Cuando hay más de dos sustituyentes en el benceno, se numera el núcleo
aromático siguiendo el sentido que dé a los sustituyentes la menor numeración
posible. Además, hay que respetar la precedencia de los grupos funcionales
Observe que se ha dado la numeración 1, al carbono perteneciente al anillo que
tiene unida la función química más importante entre los sustituyentes, es decir,la
función que tiene la mayor precedencia en química orgánica. Esta función prioritaria,
nos informa, a qué familia química pertenece la molécula que tenemos delante. El
sentido de la numeración, sigue el mismo criterio citado ya, es decir, darle al resto
de los sustituyentes, la menor numeración posible. En el nombre final, estos se
ordenan según orden alfabético.
REACCIONES QUÍMICAS DEL BENCENO

28. Desde aquí en adelante, tomaremos la molécula de benceno como modelo
representativo de la familia de los aromáticos, estudiando en él, las diferentes
propiedades químicas de estos compuestos. La sustitución electrofílica es la
reacción más común de estos compuestos Esta consiste en el reemplazo en el
anillo de un hidrógeno por otro átomo o grupo de átomos. El mecanismo general
describe el ataque de un electrófilo losuficientemente fuerte como para producir un
intermediario no aromático en la etapa lenta
Las tres estructuras contribuyentes de la derecha(Pueden ser reemplazadas por un
híbrido de resonancia que se muestra más abajo)ponen de manifiesto, que el
carbono al cual se une el electrófilo, cambia su hibridación de sp2 a sp3, es decir,
hay ruptura de la aromaticidad, y por consiguiente hay un aumento de la energía de
este catión intermediario con relación a la molécula aromática. A esta estructura de
alta energía se le llama complejo sigma.
La formación del complejo sigma, va precedida del paso por el complejo activado o
de transición de máxima energía de activación (vea el gráfico Nº2)Nótese además,
que en las estructuras contribuyentes, la carga positiva se dispersa en el interior del

29. anillo afectando específicamente a los carbonos orto y para con relación al carbono
del electrófilo. Como se mencionó anteriormente, este hecho ocurre lentamente,
constituyéndose en la etapa determinante de la reacción. Luego viene una segunda
etapa rápida, en la cual, el sistema se estabiliza por pérdida del protón (Ver gráfico
Nº2), recuperando así su aromaticidad al quedar nuevamente todos los carbonos del
anillo aromático con hibridación sp2.
El protón es sacado por B- que es la base de Lewis en el sistema. Note que esta
base podría actuar como un nucleófilo también y adicionarse al anillo formando un
ciclohexadieno, sin embargo, no sucede porque se pierde la aromaticidad y el
producto sería uno de mucha más energía.
Muchas de estas reacciones pueden ser llevadas a cabo a temperaturas
relativamente moderadas, menores a 100ºC. El diagrama de reacción, representa la
curva típica de la sustitución electrofílica en un anillo aromático. La formación de T1,
tiene la energía de activación más alta y representa la etapa lenta de la reacción,
aquella en la cual,el sistema comienza a perder su aromaticidad hasta llegar al

30. intermediario o complejo sigma con el carbono tetraédrico. El complejo de transición
T2, que se forma cuando el intermediario comienza a perder el protón para
recuperar su aromaticidad, tiene una energía de activación menor, lo que significa
que es una etapa más rápida que la anterior. La salida del protón lleva a la
formación del producto.
MECANISMODE LAS REACCIONES DE SUSTITUCIÓNAROMÁTICA
Y LA MONOSUSTITUCIÓN EN EL ANILLO AROMÁTICO.
Las reacciones de sustitución en un anillo aromático, abren una puerta enorme al
campo de la síntesis orgánica. Esta se proyecta hacia diversos campos del diario
vivir. Por ejemplo, en muchos de los plásticos, detergentes, combustibles,fármacos
y drogas, etc. que estamos utilizando diariamente A continuación se presenta un
listado de las reacciones de sustitución más comunes que tienen lugar entre un
compuesto aromático y un reactivo electrófilo.Estas son:
1.- Nitración 2.- Halogenación 3.- Sulfonación 4.- Alquilación 5.- Acilación.
1.- NITRACIÓN: En esta reacción el electrófilo es el ión nitronio (NO2+). Este catión
se genera in situ por la acción del ácido sulfúrico (pKa = -5,2) sobre el ácido nítrico
(pKa =-1,4).De acuerdo con los valores relativos de pKa, el ácido sulfúrico actúa
como un ácido protonado al ácido nítrico según el equilibrio:

31. Luego el ácido conjugado del ácido nítrico se desproporciona formando así la
especie nitrante –NO2+ ( ión nitronio ):
Este electrófilo fuerte, ataca al anillo aromático en una primera etapa
lenta,rompiendo su aromaticidad
Lo que sigue es el ataque de la base conjugada del ácido sulfúrico,extrayendo el
protón del complejo y restaurando así el sistema aromático. Esta etapa va
acompañada de emisión de energía al alcanzar el sistema un estado estable quees
el producto de la reacción
El producto final de esta reacción es el nitrobenceno. Como usted pudo ver, el ácido
sulfúrico actuó como generador de la especie nitrante y también como catalizador
de la reacción ya que se recupera al final en la última etapa.
2.- HALOGENACIÓN: La fluoración y la yodación son reacciones poco frecuentes
en un laboratorio químico y requieren de reactivos especiales. Por esa razón no
serán tratadas aquí. En cambio, la cloración y la bromación del benceno, se
efectúan en presencia de un catalizador ácido como el tri halogenuro férrico
respectivo. Por ejemplo, para clorar el benceno utilizaremos el tricloruro férrico y
para bromar será necesario el tribromuro férrico. El mecanismo de estas
halogenaciones se desarrolla al igual que la nitración, en dos etapas: Primero, el

32. ataque del electrófilo sobre el anillo para formar un intermediario con la pérdida
momentánea de la aromaticidad del benceno en una etapa lenta:
Aquí hay que recordar que el catión intermediario es un híbrido de resonancia en el
cual intervienen tres estructuras contribuyentes que deslocalizan la carga positiva
alrededor del anillo. En una segunda etapa rápida, la base conjugada FeCl4- extrae
el protón desde el carbono sp3 del anillo, para así recuperar el carácter aromático
en el producto.
La forma de la curva o diagrama de reacción es cualitativamente semejante ala de
la nitración y en este aspecto, la bromación tiene también las mismas características
o requerimientos energéticos.
3.- SULFONACIÓN: Es una reacción de gran importancia industrial, sobretodo en el
campo de los detergentes. En el laboratorio el benceno es sulfonado con ácido
sulfúrico fumante,o sea, una mezcla de ácido sulfúrico y anhídrido sulfúrico SO3. Al
parecer, el agente electrofílico se generaría por autoprotólisis del ácido sulfúrico y
posterior descomposición de esta especie protonada.

33. El electrófilo SO3 tiene el átomo de azufre altamente deficiente en electrones debido
a la mayor electronegatividad de los oxígenos unidos a él, y por lo tanto, es el átomo
de azufre el que atacará y se unirá con el carbono del anillo aromático.
La sulfonación se distingue de la nitración y de la halogenación, porque la etapa
lenta de la reacción no es la formación del enlace C-electrófilo, ni la salida del protón
en la segunda etapa:
La remoción del protón en la siguiente etapa desde el carbono sp3 es una etapa
semejante en cuanto a energía a la etapa anterior en la reacción. Este hechoes
importante en la reversibilidad del equilibrio
Finalmente, el medio ácido de la reacción proporciona el protón

34. La sulfonación, es entonces una reacción reversible. Como se verá posteriormente,
tiene numerosas ventajas en síntesis, ya que este grupo (sulfón)puede ser
desplazado del anillo por simple calentamiento a reflujo del compuesto aromático
sulfonado en una solución diluida de ácido sulfúrico.
En el diagrama puede verse que T2 es semejante a T1. En T2 la energía de
activación corresponde a la ruptura del enlace C(sp3))-H del intermediario
4.- ALQUILACIÓN: Esta es una reacción en la cual, con ayuda de un catalizador
ácido, es posible introducir una cadena lateral en el anillo aromático. El esquema
general para esta reacción puede escribirse de la siguiente manera: donde R-X es
un halogenuro de alquilo.
La alquilación electrofílica aromática, solo puede llevarse a cabo en presencia de un
catalizador, porque el halogenuro de alquilo no es un electrófilo losuficientemente

35. fuerte como para romper la aromaticidad del sistema. El tricloruro de aluminio, que
se usa como catalizador en esta reacción, aumenta la electrofilia del agente
alquilante por el siguiente mecanismo: Sea RX el halogenuro de alquilo, donde X
puede ser cloro o bromo:
Como todas aquellas reacciones en las que se forman carbocationes, hay que tener
presente un posible reordenamiento o trasposición del carbocatión a uno más
estable, y así el producto de la reacción será diferente al esperado. Por ejemplo: Si
R es n-propilo:
En este caso, puede notarse que el agente alquilante ha cambiado de carbocatión
primario, n-propilo, a isopropilo secundario que es más estable. Prosiguiendo con el
esquema del mecanismo:
Siempre en una reacción de alquilación, deberá tenerse el cuidado de utiliza run
halogenuro de alquilo terciario o secundario estable, para inducir productos con
poca o nada de contaminación debido a reacciones laterales y con alto rendimiento
del compuesto esperado.

36. EJEMPLO1:
El carbocatión electrofílico no puede ordenarse a una especie más estable y este
será el agente alquilante que proporcionará un producto único, el terbutilbenceno
EJEMPLO2:
En este caso, el agente alquilante es el más estable y no hay posibilidades de que
se re ordene. Produce un único producto. La etapa lenta de la reacción , es decir,
aquella asociada a la energía de activación mayor al de todas las etapas, es el
ataque de la especie electrofílica al anillo aromático. El resto de las etapas son
rápidas y no determinantes para la velocidad de la reacción.
ACILACIÓN: En esta reacción no es posible el re ordenamiento, como sucede en
la reacción de alquilación que acabamos de ver. Solo agrega una etapa más al
esquema que es la reducción del grupo carbonilo siempre que sea necesaria. El
mismo catalizador utilizado en la alquilación de Friedel y Crafts, es decir, el tricloruro
de aluminio, colocado frente a un halogenuro de ácido o anhídrido de ácido,
generará una especie electrofílica (Catión acilo) capaz de atacar un sistema
aromático y provocar la sustitución de uno de sus hidrógenos. Luego se dan
ejemplos de reacciones de coordinación halógeno – aluminio y oxígeno – aluminio
respectivamente:

37. El catión acilo atacará al anillo aromático, sin posibilidad de reordenamiento,no
como ocurre en algunos casos de la reacción de alquilación. El ataque transcurre
lentamente.
Luego en una segunda etapa rápida, ocurre el ataque de la base conjugada AlCl3-
o RCOO AlX3- , según sea el caso, para restablecer la aromaticidad en el sistema.
Por ejemplo:
LIMITACIONES PARA LA REACCIÓN DE FRIEDEL Y CRAFTS
1. Al ser los grupos alquilo, dadores de electrones, estos aumentan la densidad de
aquellos en el anillo aromático, y por consecuencia, facilitan la entrada de más de
un grupo alquilo. El resultado entonces, es un producto poli alquilado. Esta dificultad
experimental puede minimizarse si se tiene la precaución de usar un gran exceso
del compuesto aromático para que de esta manera, disminuya la probabilidad de
que un nuevo grupo alquilo presente en la solución se encuentre con un anillo que
ya ha sido alquilado.

38. 2. La reacción de Friedel Crafts no se produce si se quiere alquilar un anillo
aromático en el que se encuentre un grupo aceptor fuerte de electrones, como por
ejemplo, el grupo nitro o ciano y en general grupos sustituyentes con efecto eléctrico
(-M), ya que esta reacción es muy sensible a la disminución de la densidad
electrónica del anillo.
3. Tampoco es posible alquilar un compuesto aromático que tenga ya algún
sustituyente de carácter básico o con electrones no compartidos, como el grupo
amino, alquil amino o di alquilamino. Estos derivados interaccionan con el (ácido de
Lewis) tricloruro de aluminio consumiendolo y al mismo tiempo formando un grupo
amino cuaternario fuertemente aceptor.
USO DE LOS HIDROCARBUROS AROMÁTICOS
INSECTICIDAS: Actualmente, hidrocarburos aromáticos como el
“Clorobenceno” son usados como solvente para formulaciones de pesticidas, para
desgrasas de partes de automóviles y como intermediario en la manufactura de
otras sustancias químicas.

39. EXPLOSIVOS: Compuestos orgánicos como la “Anilina” son utilizados en la
fabricación de explosivos sus características volátiles, con este también se realizan
pinturas sintéticas, antioxidantes, herbicidas, barnices, estabilizadores para la
industria del caucho y la espuma de poliuretano.
PERFUMES: Otros hidrocarburos saturados como el “Tolueno”han llegado a la
industria de la perfumería por el exquisito olor que desprenden gracias a sus
propiedades químicas, este también es usado en la realización de detergentes,
medicamentos, colorantes e incluso explosivos.

40. Estos hidrocarburos aromáticos son los que hacen nuestra vida más
agradable, ya que; debido a ellos tenemos como acabar rápidamente con
alguna plaga que está atacando nuestros hogares por medio de insecticidas,
también podemos desengrasar las partes de los automóviles para así obtener
de ellos un óptimo funcionamiento. Una pregunta capciosa ¿Que seria de
nosotros sin los desodorantes, perfumes y jabones? bueno gracias a los
Hidrocarburos aromáticos es que podemos gozar de estos beneficios como
seres humanos; así mismo hay otros productos beneficiosos para nosotros
como lo son los colorantes para el alimento y muchos otros mas beneficios,
pero, como toda obra maestra tiene un lado oscuro.
PERJUICIOS O RIESGOS
Ahora hablaremos del lado oscuro de los hidrocarburos aromáticos (perjuicios o
riesgos),el riesgo principal es la absorción de los hidrocarburos aromáticos puesto
que tiene lugar por inhalación, ingestión y, en cantidades pequeñas, por vía
cutánea. Los hidrocarburos aromáticos pueden causar efectos agudos y crónicos en

41. el sistema nervioso central.Otro riesgo es la intoxicación por estos compuestos, ya
que produce cefalea, náuseas, mareo, desorientación, confusión e inquietud.
Cuando usamos dosis altas puede incluso provocar pérdida de consciencia y
depresión respiratoria. Uno de los efectos agudos más conocidos es la irritación
respiratoria (tos y dolor de garganta). También se han observado síntomas
cardiovasculares, como palpitaciones y mareos.
Los síntomas neurológicos de la exposición crónica pueden ser: cambios de
conducta, depresión, alteraciones del estado de ánimo y cambios de la personalidad
y de la función intelectual. También se sabe que la exposición crónica produce o
contribuye a producir neuropatía distal en algunos pacientes; lo que quiere decir que
afecta tanto sus manos como sus pies, principalmente atacando sus músculos e
impidiendo el movimiento de estos
El tolueno uno de los hidrocarburos aromáticos más importantes también tiene sus
perjuicios ya que este se ha asociado con un síndrome persistente de ataxia
cerebral lo que significa "falta de coordinación". Otros efectos crónicos son
sequedad, irritación y agrietamiento de la piel y dermatitis. La exposición, sobre todo
a los compuestos clorados de este grupo, puede causar hepatotoxicidad o
enfermedad hepática tóxica.
SOLUCIÓN DE LABORATORIO
Nomenclatura aromáticos - colocar el nombre

43. HIDROCARBUROS AROMATICOS - TIPO ICFES

48. SEÑALAR EL NOMBRE CORRECTO PARAESTOS COMPUESTOS, EJERCICIO 1
RESULTADO
SEÑALAR EL NOMBRE CORRECTO PARAESTOS COMPUESTOS, EJERCICIO 2

49. RESULTADO
CONCLUSIONES:

50. 1.Los hidrocarburos aromáticos Son hidrocarburos derivados del
benceno.
2. El benceno es una molécula cíclica,de forma hexagonal y con un
orden de enlace intermedio entre un enlace sencillo y un doble enlace.
3. El benceno se caracteriza por una inusual estabilidad,que le viene
dada por la particular disposiciónde los dobles enlaces conjugados.
4. La importancia de los hidrocarburos radica en el hecho de que son la
base de materiales plásticos,lubricantes, pinturas, textiles, medicinas y
también funcionan para generar electricidad.No podemos dejar de lado
el papel que juegan los hidrocarburos en el desarrollo de la vida
cotidiana, ya que es a través de ellos que podemos realizar nuestras
actividades día a día.
WEBGRAFIAS:
Concepto, clasificación

51. https://prezi.com/oa0cpff6yt86/hidrocarburos-aromaticos/
Estructura, nomenclatura
http://www.guatequimica.com/tutoriales/aromaticos/topic1.htm#t=Estruct
ura.htm
El benceno
https://definicion.de/benceno/
Uso de los aromáticos, riesgos
http://zoilandazury.foro-colombia.net/t2-la-importancia-de-los-
hidrocarburos-aromaticos-en-la-vida-cotidiana