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REACCIONES DE COMPUESTOS AROMÁTICOS

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UNIDAD #4. REACCIONES DE COMPUESTOS AROMÁTICOS. UNIDAD # 4.2. Prof. María de los A. Muñiz Título V- Mayagüez. TABLA DE CONTENIDO. INTRODUCCIÓN. TEMAS. OBJETIVOS. PRÁCTICA. TAREA ASIGNADA. ENLACES. INTRODUCCIÓN. Esta unidad explica las reacciones de

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reacciones de compuestos arom ticos

UNIDAD #4

REACCIONES DE COMPUESTOS AROMÁTICOS

UNIDAD # 4.2

Prof. María de los A. Muñiz

Título V- Mayagüez

tabla de contenido
TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

TEMAS

OBJETIVOS

PRÁCTICA

TAREA ASIGNADA

ENLACES

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayaguez

introducci n
INTRODUCCIÓN
  • Esta unidad explica las reacciones de
    • Sustitución aromática electrofílicas
    • Sustitución aromática nucleofílicas
    • Reacción de oxidación del anillo
    • Reacción de reducción del anillo

Tabla

Cont

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayaguez

temas
TEMAS

Oxidación

SustituciónAromática

Electrofílica

SustituciónAromática

Nucleofílica

Reducción

Tabla

Cont

Prof. María de los A. Muñiz Título V Mayaguez

objetivos
Objetivos
  • Reconocer las reacciones de sustitución aromática electrofílicas.
  • Completar reacciones de sustitución aromática electrofílicas.
  • Reconocer las reacciones de sustitución aromática nucleofílicas y las reacciones de oxidación y reducción en la moléculas aromáticas.
  • Completar reacciones de sustitución aromática nucleofílicas, de oxidación y de reducción.

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sustituci n arom tica electrof lica
SustituciónAromáticaElectrofílica
  • Es unade lasmásimportantesreacciones de los arenos.
  • El electrófilo (unaespeciecatiónica X+) reacciona con el anilloformando un nuevo enlace carbono del anillo.

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Reacción de Sustitución Aromática Electrofílica

Mecanismo de Reacción

Activación de las posiciones orto –para para la estabilidad por resonancia

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Sustitución Aromática Electrofílica

en el Anillo de Benceno

Bromación

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Mecanismo

  • El electrófilo forma un complejo con la nube del orbitales p.
  • Se rearreglanparadar un complejocatiónico sigma.
  • El electrófilo se enlazadirectamente al carbono del anillo.
  • Como el anilloes un sistemaconjugado, la cargacatiónica se deslocaliza a través del anillo.
  • La pérdida de un H+ del complejo sigma regenera el sistema p-aromáticodando los productos.

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Cloración

  • Se forma por un mecanismo similar
  • Yodación
  • Se utiliza I2/CuCl2típicamenteparagenerar el catiónelectrofilicoI+

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Nitración

  • Mecanismo similar al anterior
  • Se usa una mezcla de ácido nítrico y ácido sulfúrico para generar el electrófilo NO2+

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Sulfonación

  • El ácido (H2SO4 saturado con SO3) para generar SO3H+, (es el agente electrofílico).
  • Producto final es el ácido aril sulfónico.

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Reacciones Friedel-Crafts

A. Alquilación Friedel-Crafts

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limitaciones de la alquilaci n friedel crafts
Limitaciones de la AlquilaciónFriedel- Crafts
  • Sólo se pueden usar haluros de alquilo; los haluros de vinilo o arilo no reaccionan.
  • Las reacciones no ocurren en anillos que contienen grupos que atraen fuertemente los electrones:
    • NO2 , -CN, - SO3H, -CHO, - COR,
    • COOH, -COOR, -NR3
  • Pueden ocurrir sustituciones múltiples.
  • Pueden ocurrir rearreglos en el carbocatión, principalmente con los haluros de alquilo primarios.

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B. Acilación Friedel-Crafts

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caracter sticas de la acilaci n friedel crafts
Características de la AcilaciónFriedel- Crafts
  • El electrófilo es un ion acilo.
  • El ion acilo es muy estable por lo tanto no hay rearreglo del carbocatión.
  • No se forman sustituciones múltiples.
  • La reacciones no ocurren en anillos que contienen grupos que atraen fuertemente los electrones.
  • Se pueden utilizar anhídridos ácidos también.

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sustituci n arom tica electrof lica para bencenos sustituidos
SustituciónAromáticaElectrofílicaparaBencenosSustituidos

Cuandounasustituciónaromática electrofílica tomalugar en un anillo, la naturaleza del sutituyente :

- afecta la velocidad de reacción

- afecta la regioquímica de la reacción (dóndeocurre la sustitución en el anillo)

Tipos de sustituyentes:

- Activantes del anillo (reaccionanmásrápidoque el anillo de benceno)

- Desactivantes del anillo (reaccionanmás lentamente)

Categorías de sustituyentes:

- Orientadoresorto-para

- Orientadores meta.

Bencenos monosustituidos

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Efectos de Orientación en una Sustitución Aromática Electrofílica

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los sustituyentes pueden clasificarse en tres grupos
Los sustituyentes puedenclasificarseen tresgrupos:
  • Directores u orientadores activantes orto-para:
    • -NH2
    • -OH
    • -OCH3
    • -NHCOCH3
    • -CH3

fuertes

moderados

débiles

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Directores u orientadores desactivantes meta:

    • -NR3+
    • -NO2
    • -CN
    • -SO3H
    • -COCH3
    • -COOH
    • -COOCH3
    • -COH

Reactividad

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Directores u orientadores desactivantes orto-para:

    • -F
    • -Cl
    • -Br
    • -I

Reactividad

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La reactividad y la orientación en una sustitución aromática electrofílica están controladas por:

    • Efecto inductivo
      • Se debe a la electronegatividad de los átomos y la polaridad resultante de los enlaces en los grupos funcionales.
      • Se donan electrones a través de los enlaces sigma o se extraen electrones a través de los enlaces.

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Efecto de resonancia

    • Ocurre debido al solapamiento de un orbital p en el sustituyente con un orbital p en el anillo aromático resultando en una donación o extracción de electrones a través de los enlaces pi (p).

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Activantes del anillo

  • Un sustituyenteesactivante del anillosiaportadensidadelectrónica (donanelectrones al anillo) ya sea porefectoinductivo o porresonancia.
  • Mientras mayor la densidadelectrónica, másrápida la reacción.

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Desactivantes del Anillo

  • Orientadores Meta
  • a. Un sustituyenteesdesactivante del anillocuandoremuevedensidadelectrónica del anillo

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Desactivantes del Anillo

  • Orientadores orto-para
  • a. Los halógenos desactivan( atraen electrones del anillo) por efecto inductivo .
  • b. Dirigen a las posiciones orto-para mientras aumenta la densidad electrónica de esas posiciones por resonancia.

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Cuando hay múltiples sustituyentes en un anillo, el efecto es generalmente acumulativo o el sustituyente más fuertemente activante dirige la regioquímica.

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bencenos di sustituidos
Bencenosdi-sustituidos
  • Si el efecto director de los dos grupos se refuerza uno al otro, no existe problema.
      • Metil es orientador o-p y el nitro es m

HNO3, H2SO4

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Si el efecto director de los grupos se opone uno al otro, el que tenga un poder activante más fuerte, será el que domine (se forman mezclas de productos).

-OH director o-p (fuerte)

-CH3 director o-p (débil)

Br2 en FeBr3

Mayor producto

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Raramente ocurren sustituciones entre dos grupos sustituidos en posición meta.

Cl2 en FeCl3

+

En esta posición está demasiado impedido

o-p

o

o-p

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sustituci n arom tica nucleof lica
SustituciónAromáticaNucleofílica
  • Ocurren sólo si el anillo tiene un sustituyente que atrae electrones en la posición orto-para.

-OH actúa como nucleófilo

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oxidaci n de alquilbencenos
Oxidación de Alquilbencenos

Sólo se oxida el grupo alquilo

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reducci n de compuestos arom ticos
Reducción de Compuestos Aromáticos

Aquí se reducen los dobles enlaces del anillo a enlaces sencillos.

Se pueden utilizar otros agentes reductores tales como :

H2, Pt en etanol

El anillo puede estar sustituido con grupos alquilos

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reducci n de aril alquil cetonas
Reducción de aril alquilcetonas

H2, Pt , etanol

25 C

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pr ctica
Práctica

HNO3, H2SO4

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pr ctica1
Práctica

AlCl3

Br2 en FeBr3

H2SO4, SO3

H2, Pt , etanol

25 C

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