Aromatski ugljikovodici – benzen

• Vanilin je esencijalna komponenta ulja vanilije dobivenog iz orhideje Vanilla fragrans.

• To je drugi najskuplji začin (poslije šafrana)

• Benzaldehid

(iz višanja, breskvi, badema)

• Toluen

(iz Tolu balzama)

• Benzen, C6H6, – Michael Faraday, 1825. London

• izoliran iz uljnog ostatka gasa za osvjetljenje

1791-1867

Friedrich August Kekulé (1829-1896)

Kekuléov originalni model benzena.

C

CC

C

CCH

H

H

H

H

H

C

CC

C

CC

H

H

H

H

H

H

C

CC

C

CC

H

H

H

H

H

H

Kekuleove rezonantne forme

ili ili

..O

HO

HO

NCH3

C

O OCH2CH2N(CH2CH3)2 N

N

Cl

O

Estron Morfin

Diazepam (Valium)

Prirodni.....i

...sintetski aromatski spojevi...kao lijekovi..

Prokain

...sintetski aromatski spojevi...kao lijekovi..

Neki aromatski spojevi nađeni u katranu uglja

• MONOSUPSTITUIRANI aromatski spojevi - benzen osnova imena.

• Sam benzen je dobio ime prema benzojevoj kiselini koja je izolirana iz tzv. benzoa smole, a iz koje se može dobiti benzen.

Brombenzen Nitrobenzen Propilbenzen

Fluorbenzen

(1,1-Dimetiletil)benzen (terc-Butilbenzen)

• Alkilsupstituirani benzeni (Areni)– alkilna grupa u bočnom lancu ima 6 C-atoma ili manje

CH2CH3

Etilbenzen

• Fenilsupstituirani alkani – alkilna grupa ima više od 6 C-atoma

CHCH2CH2CH2CH2CH3

CH3CH2CH2

CH2CH2CH2

Fenilna grupa

1,3-Difenilpropan

2-Fenilheptan

4-Fenilnonan

• Benzilna grupa je drugi naziv za monosupstituirani metilbenzen (toluen)

Benzilna grupa Benzilbromid

Br

Difenileter Dibenzileter

Mogu se imenovati na dva načina. Obje metode opisuju odnos dva supstituenta na šesteročlanom aromatskom prstenu:

• Sistematsko numerisanje aromatskog prstena (IUPAC)

• Korištenje prefiksa orto-, meta- ili para-.

Br

Br

NO2

NO2

CH3

CH3

o-dibrombenzen m-dinitrobenzen p-dimetilbenzen 1,2-dibrombenzen 1,3-dinitrobenzen 1,4-dimetilbenzen

orto = o- = 1,2-disupstitucija

meta = m- = 1,3-disupstitucija

para = p- = 1,4-disupstitucija

1,2-Dihlorbenzen 1-Brom-3-nitrobenzen 1-Etil-4-(1-metiletil)benzen

(o-Dihlorbenzen) (m-Bromnitrobenzen) (p-Etilizopropilbenzen)

• Postoje brojna nesistematska (trivijalna) imena za monosupstituirane i disupstituirane derivate benzena koje dozvoljava IUPAC:

Metilbenzen 1,2-Dimetilbenzen 1,3,5-Trimetilbenzen Etenilbenzen Metoksibenzen (Toluen) (o-Ksilen) (Mezitilen) (Stiren) (Anisol)

OH NH2 CN C OCH3

CH3

CH3 OH

CH3

Fenol Anilin Benzonitril Acetofenon

Krezol

CH(CH3)2 CH CH2 OCH3 COOH CH(CH3)2 CH CH2 OCH3 COOH

Kumen Benzojeva kiselina

• Imenuju se označavanjem broja položaja svakog supstituenta u prstenu tako da imaju što je moguće manji broj, a navode se abecednim redom ispred osnovnog imena – benzen, odnosno dozvoljenog trivijalnog imena koje se uzima za osnovu.

1-Brom-2,3-dimetilbenzen 1,2,4-Trinitrobenzen 1-Etenil-3-etil-5-etinilbenzen

2-Brom-4-hlor-1-nitrobenzen 4-Brom-1-hlor-2-nitrobenzen 1-Brom-4-hlor-2-nitrobenzen

4-Brom-1,2-dimetilbenzen 2,5-Dimetilfenol 2,4,6-Trinitrotoluen (TNT)

5-Brom-2-nitrotoluen 3-Brom-4-hlorfenol 2-Etil-4-jodanilin

CH3

NO2

Cl

Br

NO2

CH2CH3

OH

Br

Cl

4-Brom-2-etil-1-nitrobenzen 5-brom-2-hlorfenol 4-hlor-2-nitrotoluen NE 1-brom-3-etil-4-nitrobenzen

• Losioni za sunčanje koji se naosi na tijelo da zaštiti kožu sadrži PABA

Naftalen Antracen

Tetracen (Naftacen) Fenantren

Da bi spoj bio aromatičan, mora:

• biti cikličan

• biti planaran

• imati jednu p orbitalu na svakom atomu u prstenu

• imati delokalizovan, konjugirani sistem

• imati 4n + 2 p elektrona (za n = 0, 1, 2, itd.)

Hückelov broj elektrona = 2, 6, 10, 14, 18, itd.

Erich Hückel

1896 –1980,

H

HH

# p e = 6 2 6 6

NE-AROMATSKI SISTEMI:

HH

H

# p e = 4 8 4 10

Some Non-Aromatic SystemsSome Non-Aromatic Systems

HH

H

# # pp e = 4e = 4 88 44 10 10

(not planar!)(not planar!)

HH

H

nije planaran!

# p e = 10

• iz katrana kamenog uglja (odvajanje frakcionom destilacijom)

• najveće količine se dobivaju iz alkana u nafti

• katalitičko reformiranje ili platforming:

CH3(CH2)4CH3Pt

400oC+ 4 H2

n-heksan benzen

• Visok stepen nezasićenosti (SN = 4; prsten i 3 C=C veze), a ipak ne adira Br2 kao alkeni

• Reaguje sa Br2 u prisustvu FeBr3 katalizatora u reakciji SUPSTITUCIJE, a ne adicije.

Benzen Brombenzen (supstitucioni produkt)

(Adicioni produkt) ne nastaje

Rezonantna energija benzena računata iz toplote hidrogenacije – DH. Benzen je za 150 kJ/mol (36 kcal/mol) stabilniji nego što bi se moglo očekivati za “cikloheksatrien”!