Unidad 2 Hidrocarburos Aromáticos y Heterociclos Aromáticos. Química orgánica I Químicos Escuela de vacaciones junio 2016 Licda. Jaqueline Carrera.

Transcripción

1 Unidad 2 Hidrocarburos Aromáticos y Heterociclos Aromáticos Química orgánica I Químicos Escuela de vacaciones junio 2016 Licda. Jaqueline Carrera.

2 Estructura del benceno

3 Deslocalización de electrones o resonancia

4 Estructuras de resonancia Movimiento de electrones pi a orbitales sp2

5 Estructuras de resonancia Movimiento de electrones pi a orbitales sp

6 Estructuras de resonancia No se pueden mover electrones a Carbonos con hibridación sp3.

7 Movimiento de electrones des- localizados

8 Número de contribuyentes de resonancia relativamente estable Significant delocalization energy

9 Estructura del Benceno Cada hibridación sp2 en el anillo tiene un orbital p sin hibridar perpendicular al anillo que se solapa alrededor del anillo. Los seis electrones pi deslocalizados están encima de las seis carbonos.

10 Anúlenos Los anúlenos son hidrocarburos con enlaces simples y dobles alternados. El benceno es un anúleno de seis miembros, por lo que puede ser nombrado [6] -annuleno. Cilobutadieno es [4] -anúleno; ciclooctatetraeno es [8] -annuleno

11 Todos los ciclos con dobles enlaces conjugados son aromáticos? Sin embargo, el ciclobutadieno es tan reactivo que dimeriza antes de que pueda ser aislado. Ciclooctatetraeno añade Br2 fácilmente a los dobles enlaces, comportamiento parecido a doble enlace simple.

12 Requisitos para ser un compuesto aromático La estructura debe ser cíclica con enlaces conjugados Pi. Cada átomo en el anillo debe tener un orbital p sin hibridar (sp2 o sp). Los orbitales p deben solaparse continuamente alrededor del anillo. La estructura debe ser plana; para la superposición efectiva que se produce. La deslocalización de los electrones pi sobre el anillo debe disminuir la energía electrónica.

13 No aromáticos compuestos no aromáticos no tienen un anillo continuo para la superposición de orbitales p y pueden no ser estructuras planas.

14 Anti aromáticos Los compuestos Anti aromáticos son cíclicos y presentan conjugación en la superposición de orbitales p alrededor del anillo, pero la deslocalización electrónica aumenta su energía electrónica.

15 Reglas de Hückel Una vez que se cumplen los criterios aromáticos, se aplica la regla de Hückel. 1. Si el número de electrones pi es (4 N + 2), el sistema es aromático (donde N es un número entero). 2. Si el número de electrones pi es (4 N), el sistema es antiaromático.

16 Compuestos aromáticos Aromáticos polifusionados Aromáticos heterocíclicos.

17 Sistema pi de la piridina Los dos electrones no enlasantes del nitrógeno están en un orbital sp2, y no interactúan con los electrones pi del anillo.

18 Sistema pi del pirrol El átomo de nitrógeno de pirrol es sp2 hibridado con un par solitario de electrones en el orbital p. Este p solapamientos orbitales con los orbitales p de los átomos de carbono para formar un anillo continuo.

19 Los otros heterociclos

20 Mas compuestos heterocíclicos aromáticos Nombres comunes

21 Nomenclatura IUPAC: El benceno es el nombre Padre si no compite contra otra cadena que tenga cuatro carbonos o más: 1,2,3,5-trimetilbenceno. 1,4-dietil-2-metilbenceno

22 Polinucleares aislados Aislados (Bifenilo) Numeración del Bifenilo: 2-t-butil-2,6-dimetilbifenilo

23 Compuestos polifusionados

24 Heterocíclos

25 Reactividad de los derivados del benceno

26 Correlación entre propiedades físicas y estructura UNIDAD 2.5

27 Propiedades físicas dependen de la estructura La estructura de una molécula determina la intensidadd de sus fuerzas intermoleculares. Las fuerzas intermoleculares son las fuerzas de atracción que existen entre todas las moléculas y átomos. Las fuerzas intermoleculares son las fuerzas que sostienen muchos líquidos y sólidos juntos; responsable de la existencia misma de los estados condensados (en compuestos moleculares). Los estados / fases de la materia (es decir, sólido, líquido o gas) dependen de la magnitud de estas fuerzas intermoleculares entre las partículas constituyentes en relación con la cantidad de energía térmica. Cuando la energía térmica es alta con relación a las fuerzas intermoleculares, la materia tiende a estar en estado gaseoso. Cuando la energía térmica es baja con respecto a las fuerzas intermoleculares, la materia tiende a estar en estado líquido o sólido.

28 Estados de la materia Las densidades de hielo y agua líquida son mucho más grandes que la densidad del vapor. Las densidades y volúmenes molares de hielo y agua líquida están mucho más cerca entre sí que a vapor. La densidad del hielo es menor que la densidad del agua líquida. Esta no es lo normal; la mayoría de los sólidos tienen una densidad mayor que sus líquidos.

29 Fuerzas de atracción Las partículas son atraídas entre sí por fuerzas electrostáticas. La intensidad de las fuerzas de atracción varía; algunas son pequeñas y algunas son grandes. La intensidad de las fuerzas de atracción depende de la clase (s) de partículas. Cuanto más fuerte las fuerzas de atracción entre las partículas, más se resisten las partículas al movimiento. Sin embargo, ningún material carece por completo de movimiento de las partículas.

30 Fueras intermoleculares Polaridad temporal en las moléculas debido a la distribución desigual de electrones, conduce a atracciones llamadas fuerzas de dispersión. Polaridad permanente en las moléculas debido a su estructura, conduce a fuerzas de atracción llamados dipolo-dipolo. Fuerte atracción dipolo-dipolo resulta cuando: Un H está unido a un átomo extremadamente electronegativo. Estos son los llamados puentes de hidrógeno (H-unión).

31 Efecto de la forma molecular sobre la magnitud de la Fuerza de dispersión

32 Puntos de ebullición para n-alcanos

33 Fuerzas dipolo-dipolo Las moléculas polares tienen un dipolo permanente. La polaridad del enlace y la geometría molecular (forma) determinar la polaridad de las sustancias. Momento bipolar El dipolo permanente se añade a las fuerzas de atracción entre las moléculas, aumentando los puntos de ebullición y de fusión en relación con las moléculas no polares de tamaño y forma similar.

34 Fuerza dipolo-dipolo Comparación de puntos de fusión y de ebullición.

35 Momento dipolar

36 Puentes de hidrogeno Cuando un átomo muy electronegativo está unido a hidrógeno, atrae con fuerza los electrones de enlace hacia el. O-H, N-H, o F-H. El protón expuesto actúa como un fuerte centro de carga positiva, que atrae a todas las nubes de electrones de las moléculas vecinas.

37 Ejemplo puentes de hidrogeno

38 Puentes de hidrogeno Los enlaces de hidrógeno son fuerzas de atracción intermoleculares muy fuertes. Más fuerte que el dipolo-dipolo o fuerzas de dispersión. Las sustancias que forman enlace de hidrógeno tendrá más altos puntos de ebullición y puntos de fusión de las sustancias similares que no formen. Sin embargo, los enlaces de hidrógeno no son tan fuertes como los enlaces químicos. Corresponde al 2-5% de la fuerza de los enlaces covalentes.

39 Comparación de Propiedades físicas compuestos insaturados con saturados

40 Propiedades físicas(alquinos) No polares, insolubles en agua. Soluble en la mayoría de los disolventes orgánicos. Los puntos de ebullición son similares a los alcanos del mismo tamaño. Menos denso que el agua. Hasta cuatro átomos de carbono, son gases a temperatura ambiente

41 Propiedades físicas de los compuestos aromáticos Los puntos de fusión: estructuras más simétricas que alcano correspondiente de = # de C, Forma de disposición en paquetes, mejor para formación de cristales, por lo que presentan puntos de fusión más altos. Los puntos de ebullición: Depende de momento dipolar, por lo orto> meta> para de bencenos disustituidos. Densidad: más denso que no aromáticos, menos denso que el agua. Solubilidad: generalmente insolubles en agua.

42 Nomenclatura de Alquinos An alkyne is a hydrocarbon that contains a carbon carbon triple bond. General formula: C n H 2n 2 (acyclic) C n H 2n 4 (cyclic)

43 Nomenclatura de Alquinos The yne suffix is assigned the lowest number. The substituents are assigned so the lowest number is in the name.

44 Ejemplos.

45 Dobles y triples enlaces

46 Dobles y triples enlaces When the same number is obtained for both, the double bond gets the lower number.

47 Prioridad de grupos funcionales.

48 Reacciones Estabilidad de los carbocationes

49 Reacciones Comparación con alquenos.