IDROCARBURI AROMATICI

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1 IDROCARBURI AROMATICI Idrocarburi ciclici contenenti un sistema di elettroni delocalizzati su tutto il perimetro dell anello BENZENE C 6 H 6 sp 2 angoli 120 coplanarità

2 struttura simmetrica ad esagono regolare legame intermedio Il benzene non dà luogo a reazioni di addizione elettrofila, bensì a reazioni di sostituzione Sistema di doppi legami coniugati, che si oppone a qualsiasi modificazione che alteri la distribuzione degli elettroni

3 L orbitale p di ogni atomo di C può sovrapporsi lateralmente con la stessa probabilità all uno o all altro dei due orbitali p adiacenti Strutture di Kekulè

4 Delocalizzazione dei 6 elettroni π su tutto il perimetro dell anello: nube elettronica che si estende al di sopra ed al di sotto del piano della molecola La struttura del benzene è stabilizzata per risonanza

5 si premette al nome del benzene il nome del sostituente

6 Nel caso di due sostituzioni sull anello, non si ricorre alla numerazione, ma all individuazione delle tre possibili combinazioni: orto- (o-), meta- (m-) e para- (p-)

7 RADICALE AROMATICO (arile) NOTA BENE Attenzione ai termini: il benzile non è il radicale del benzene, ma del toluene, né deriva dal benzolo, che è un vecchio sinonimo di benzene non puro; il fenile non è il radicale del fenolo, ma del benzene.

8 PROPRIETA FISICO-CHIMICHE degli IDROCARBURI AROMATICI Il benzene è un liquido incolore, ottimo solvente apolare, non si mescola con l acqua (non può formare legami idrogeno) L aromaticità (delocalizzazione elettronica) del benzene e dei suoi derivati ne condiziona la reattività chimica Reazioni di sostituzione (alchilazione)

9 IDROCARBURI AROMATICI POLICICLICI (IAP) Legame di due o più anelli benzenici tra loro

10 Si ottengono dalla distillazione secca del carbon fossile, alcuni di essi sono cancerogeni A temperatura ambiente sono solidi, quelli con 4 anelli o più sono colorati la delocalizzazione elettronica è di grado così elevato da consentire alla molecola di assorbire radiazioni elettromagnetiche nello spettro del visibile

11 IDROCARBURI AROMATICI ETEROCICLICI Molecole che presentano uno o più atomi di C dell anello aromatico sostituiti con altri tipi di atomi (eteroatomi), generalmente N, O e S: Eme (emoglobina, citocromi) Istidina e Basi azotate puriniche Monosaccaridi (riboso, fruttoso)

12 eterocicli esatomici Vitamina B6 e NAD, Basi azotate pirimidiniche

13 PROPRIETA CHIMICHE degli ETEROCICLI AROMATICI

14 eterocicli aromatici policiclici Triptofano Basi azotate puriniche

15 Gli eterocicli aromatici sono diffusamente presenti in natura: acidi nucleici proteine vitamine e coenzimi numerose sostanze naturali aventi azione farmacologica o tossica: chinina (antimalarico), papaverina (vasodilatatore), caffeina (eccitante e vasocostrittore), nicotina (sostanza tossica contenuta nel tabacco). Le proprietà chimiche degli eterocicli aromatici sono simili a quelle del benzene: gli atomi di C e di N di piridina e pirimidina hanno ibridazione sp 2 e forniscono ognuno un elettorne p, costituendo una nube di delocalizzazione contenente 6 elettroni π, del tutto simile a quella del benzene.

16 eterocicli pentatomici

17 La partecipazione del doppietto non condiviso sull atomo di N alla nube di delocalizzazione si desume dalla scarsa basicità del pirrolo (Kb = ) rispetto al suo omologo saturo pirrolidina (Kb = 10-2 ): il pirrolo è una base debolissima, mentre la pirrolidina può essere protonata nell acido coniugato pirrolidinio: Capacità delle sostanze azotate organiche di legare protoni agendo da basi: presenza sul N di un doppietto elettronico non condiviso (carica positiva sul N: il doppietto elettronico non è più attribuito al solo N, ma è condiviso con l H, e quindi non è più in grado di neutralizzare completamente la carica del nucleo del N).

18 L imidazolo ha un N protonabile (quello che non cede il doppietto non condiviso alla nube di delocalizzazione), ed ha una basicità decisamente più elevata (Kb = 10-7 ) del pirrolo:

19 La piridina è una base relativamente più forte (Kb = 10-9 ) del pirrolo

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