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
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
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
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
si premette al nome del benzene il nome del sostituente
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-)
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.
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)
IDROCARBURI AROMATICI POLICICLICI (IAP) Legame di due o più anelli benzenici tra loro
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
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)
eterocicli esatomici Vitamina B6 e NAD, Basi azotate pirimidiniche
PROPRIETA CHIMICHE degli ETEROCICLI AROMATICI
eterocicli aromatici policiclici Triptofano Basi azotate puriniche
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.
eterocicli pentatomici
La partecipazione del doppietto non condiviso sull atomo di N alla nube di delocalizzazione si desume dalla scarsa basicità del pirrolo (Kb = 10-14 ) 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).
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:
La piridina è una base relativamente più forte (Kb = 10-9 ) del pirrolo