Hidruros aromáticos

1. OCTUBRE 2021/ Prof. Mauricio Amadeo Valdizón Chacón PhD.
HIDROCARBUROS AROMÁTICOS

2. C6H6
Benceno
El benceno es un hidrocarburo aromático de
fórmula molecular C6H6, (originariamente a él y
sus derivados se le denominaban compuestos
aromáticos debido a los olores característicos que
poseen) también es conocido como benzol.

3. En el benceno cada átomo de carbono ocupa el
vértice de un hexágono regular, aparentemente
tres de las cuatro valencias de los átomos de
carbono se utilizan para unir átomos de carbono
contiguos entre sí, y la cuarta valencia con un
átomo de hidrógeno. El benceno es un líquido
incoloro y muy inflamable de aroma dulce (que
debe manejarse con sumo cuidado debido a su
carácter cancerígeno), con un punto de ebullición
relativamente alto.
El benceno se usa en grandes cantidades Se
encuentra en la lista de los 20 productos
químicos de mayor volumen de producción.

4. Algunas industrias usan el benceno como punto
de partida para manufacturar otros productos
químicos usados en la fabricación de plásticos,
resinas, nilón y fibras sintéticas como lo es el
kevlar y en ciertos polímeros. También se usa
benceno para hacer ciertos tipos de gomas,
lubricantes, tinturas, detergentes, medicamentos
y pesticidas. Los volcanes e incendios forestales
constituyen fuentes naturales de benceno. El
benceno es también un componente natural del
petróleo crudo y la gasolina. Se encuentra
también en el humo de cigarrillo y otros
materiales orgánicos que se han quemado. Puede
obtenerse mediante la destilación fraccionada del
alquitrán de hulla.

5. Hay que resaltar que, acorde a los resultados de
la espectrofotometría infrarroja, el benceno no
posee ni simples ni dobles enlaces, sino un
híbrido de resonancia entre ambos,

6. Bosquejo histórico
La molécula de Benceno fue descubierta por Michael
Faraday en 1825, quien aisló por primera vez a partir
del gas de alumbrado el compuesto, de fórmula
empírica CH. Fue en 1834 que Friedrich August
Kekulé, que plantea su fórmula molecular C6H6. El
compuesto se había obtenido de la goma
benjuí,(planta de la familia de las Styracaceae
original de las islas de Sumatra y de uso medicinal y
esotérico) lo que llevó a que se denominase
bencina, y posteriormente benceno.

7. Inicialmente se propusieron formas abiertas (alifáticas)
para la cadena de benceno, con dos triples enlaces,
sin embargo los datos experimentales que se obtenían
a partir de sus reacciones eran contradictorios con
estos modelos abiertos, dado que presentaba un
número inusualmente bajo de isómeros.
Propuestas de científicos de la época para desarrollar
la formula estructural del Benceno

8. Esto llevó a Kekulé a proponer que el benceno
alternaba entre dos formas, en las que los
enlaces cambiaban continuamente de posición,
por lo que únicamente se detectaría un isómero.
RESONANCIA DEL BENCENO
ESTRUCTURA MODERNA SEGÚN LA IUPAC
El 27 de enero de 1865, Kekulé presentó su propuesta de
estructura del benceno en la Société Chimique de Paris, en
sesión pública presidida por Louis Pasteur.
La representación de los tres dobles enlaces se debe
a Friedrich Kekulé, quien además fue el descubridor de la
estructura hexagonal y movimiento continuo de los electrones
del carbono logrando determinar su estructura final.

10. Fueron llamados aromáticos debido a
que muchos de ellos tienen olor a
especias. Actualmente el término
aromático se emplea para referirse al
benceno y a los compuestos
relacionados estructuralmente con él.
El Benceno, es el miembro más simple,
exhibe la característica estructural
común, es líquido incoloro de olor
característico y sabor a quemado, de
fórmula C6H6.
HIDROCARBUROS AROMÁTICOS

11. La molécula de benceno consiste en un
anillo cerrado de seis átomos de carbono
unidos por enlaces químicos que resuenan
entre uniones simples y dobles. Cada átomo
de carbono está a su vez unido a un átomo
de hidrógeno.

12. En 1864 – 65 , Kekulé propuso la
estructura de resonancia: que es
un sistema de enlace entre los
átomos de una molécula que,
debido a la compleja distribución
de sus electrones, obtiene una
mayor estabilidad que con un
enlace simple.

16. En general los hidrocarburos
aromáticos son
insaturados,estables, experimentan
reacciones de sustitución,
estructuras cíclicas, planares,
presentan resonancia
(los electrones deslocalizados).
Generalmente presentan dobles
uniones conjugadas.

17. Fórmula General: CnH2 – 3 H

18. Fuentes de hidrocarburos
aromáticos
1.Los hidrocarburos aromáticos simples que
se usan como material de partida para
elaborar productos más complejos
provienen de dos fuentes principales, el
carbón (o hulla) y el petróleo.
2.El carbón es una sustancia mineral
enormemente compleja formada en mayor
medida por grandes arreglos de anillos
insaturados del tipo del benceno unidos
entre sí.

19. Cuando se calienta a 1000 °C en ausencia
de aire, las moléculas de la hulla
experimentan desintegración térmica
(pirólisis), y destila una mezcla de
productos volátiles llamada alquitrán de
hulla.
La destilación fraccionada posterior de
esta mezcla produce benceno , tolueno ,
xileno (dimetilbenceno), naftaleno.

20. 3.El petróleo a diferencia del carbón, consiste
principalmente en alcanos y contiene pocos
compuestos aromáticos. Sin embargo,
durante la refinación del petróleo se forman
moléculas
aromáticas cuando los alcanos se hacen
pasar sobre un catalizador a una temperatura
aproximada de 500 °C a altas presiones.

21. Propiedades Físicas
 Son compuestos de baja polaridad.
 Insolubles en agua
 Menos densos que el agua
 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. 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.

22. NOMENCLATURA
GRUPOS ARILO (Ar-)
NOMBRE
DEL
RADICAL
FÓRMULA DESCRIPCIÓN
FENILO C6H5- Grupo arilo que se
forma cuando se
elimina un H del
benceno
BENCILO C6H5CH2- Es un grupo alquilo
que se deriva
eliminando un átomo
de H del grupo metilo
del tolueno.

23. A. Monosustituídos: Se da el nombre del sustituyente y a
continuación la palabra benceno (no es necesario indicar la
posición).
Nombres comunes y “especiales”

24. B. Disustituídos: Se usan los prefijos:
a) Orto (o-) posición1,2 los sustituyentes en C vecinos
b) Meta (m-) posición 1,3 los sustituyentes separados por
un C
c) Para (p-) posición 1,4 los sustituyentes separados por
dos C

25. Los sustituyentes deben mencionarse en forma alfabética.

26. 1,2-dimetilbenceno, (o-dimetilbenceno o(o-xileno)
1,3-dimetilbenceno, (m-dimetilbenceno) o (m-xileno)
1,4-dimetilbenceno, (p-dimetilbenceno) o (p-xileno)

33. A. Halogenación: Sustitución del H por Cl o Br
B. Nitración: Sustitución del H por el grupo nitro del ácido
nítrico
H
H

34. C. Sulfonación: Sustitución del H por el grupo
Ácido sulfónico.

35. D. Alquilación: Sustitución del H por un grupo
Alquilo. Alquilación de Friedel-Crafts. (Benceno + Halogenuro de
alcano = Derivado mono sustituitdo y Haluro de Hidrógeno.
E- Hidrogenación: es la única reacción de adición donde el
benceno se convierte en un ciclo hexano.

36. Efecto de los Grupos
Sustituyentes
Los grupos ya presentes en el anillo
bencénico, afectan la reactividad, la velocidad de
reacción y la orientación en la sustitución.
Grupos activadores: donan carga al anillo,
lo hacen más negativo y más reactivo que el
benceno. Orientan a la posición orto-para.
Grupos desactivadores: toman carga del
anillo y lo hace menos reactivo que el benceno.
Orienta posición meta (excepto los halógenos,
directores orto-para).

37. Directores orto-para
(El produto orto es el
de menor % y el
producto para el de
mayor producción)
Grupos activadores
Amina -NH2
Oxhidrilo -OH
Metoxilo -O-CH3
Acetamida -NHCOCH
Halógenos -F, -Cl, -Br

38. Directores meta
Los productos obtenidos en
La industria son los de mayor %
ACTIVADORES
 Grupo Nitro ...... NO2
 Cianato............. CN
 Aldehido............ CHO
 Carbonilo........... CO
 Carboxilo............COOH
 Carboxilato......... COO

39. HIDROCARBUROS AROMÀTICOS POLICÌCLICOS
Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) son
un grupo de más de 100 sustancias químicas diferentes
que se forman durante la combustión incompleta del
carbón, petróleo y gasolina, basuras y otras sustancias
orgánicas como tabaco y carne preparada en la parrilla.
Los HAPs se encuentran generalmente como una mezcla
de dos o más de estos compuestos, tal como el hollín.

40. EXPOSICIÒN A HAPs
• Respirando aire contaminado al trabajar en plantas que producen
alquitrán y asfalto; plantas donde se ahúman productos; y facilidades que
queman basuras municipales.
• Respirando aire con HAPs del humo de cigarrillos, humo de
madera, emisiones del tubo de escape de automóviles, caminos de asfalto,
o humo de la combustión de productos agrícolas.
• A través de contacto con aire, agua o tierra cerca de sitios de
residuos peligrosos.
• Comiendo carnes preparadas en la parrilla o que se han quemado;
comiendo cereales, harina, pan, hortalizas, frutas, o carnes contaminadas;
o comiendo alimentos procesados.
• Tomando leche de vaca o agua contaminadas.
• Las madres que lactan y que viven cerca de sitios de residuos
peligrosos pueden pasar los HAPs a los niños a través de la leche materna.

41. CONSECUENCIA DE LA EXPOSICIÓN A HAPs
Algunos HAPs son carcinogénicos.
Ciertas personas que han respirado o tocado
mezclas de HAPs y otros compuestos químicos por
largo tiempo han contraído cáncer. Ciertos HAPs han
producido cáncer en animales de laboratorio que
respiraron aire con HAPs (cáncer al pulmón),
comieron alimentos con HAPs (cáncer al estómago),
o se les aplicó HAPs en la piel (cáncer a la piel).
El benzopireno y el dibenzoantraceno han mostrado
capacidad para inducir tumores en animales y
establecer enlaces estables con el DNA.

42. BENZOPIRENO

43. . EJEMPLOS DE REACCIONES DEL BENCENO:
Benceno + Cloro → ??
Benceno + Bromo metano → ??
Benzaldehído + Ácido Nítrico → ??
Fenol + 2HNO3→ ??
Fenol + Cloro metano → ??
Benceno + Acido Nítrico → ??

46. .
MUCHAS GRACIAS