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Química Orgânica

Aula 2– Aromaticidade

Prof. Davyson Moreira (davysonmoreira@hotmail.com)

1

Química Orgânica

AROMATICIDADE

Em geral, a reatividade dos dienos conjugados cíclicos ésemelhante àquela exibida pelos lineares.

Química Orgânica

AROMATICIDADE

ReatividadeReatividade de de hidrocarbonetoshidrocarbonetos ccííclicosclicos: : exemploexemplo

ciclo-hexano ciclo-hexeno benzeno

O Que deve ser esperado da reação dessas substância s com Br 2? As três irão reagir de maneira semelhante?

Química Orgânica

AROMATICIDADEA determinação da energia liberada ao se hidrogenar o benzeno também é

uma evidência experimental da estabilidade dessa substância.

Química Orgânica

AROMATICIDADE

Alguns dienos conjugados, como o benzeno, são menos reativos (mais estáveis) do que deveria ser esperado.

Química Orgânica

AROMATICIDADE

Portanto, a percepção da aromaticidade reside em:

1- Dados experimentais (reatividade, entalpia de hidrogenação)

2- Estabilidade incomum associada aos sistemas cícli cos.

Exemplo: Benzeno

O benzeno é representado como um híbrido de duas estruturas equivalentes.

Cada estrutura contribui igualmente

para o híbrido, de modo

que as ligações C-C não são simples ou

duplas,

mas sim, algo intermediário.

Química Orgânica

AROMATICIDADE

sp2-sp2

s s

sp2-1s1.09 Å

120°

120°120°

1.39 Å

C

C

C

C

C CH

H H

H

H H

C

C

C

C

C CH

H H

H

H H

Considerando: • Hibridação de orbitais

atômicos• Teoria da ressonância

Descreve-se a estrutura do benzeno:

• um hexágono regular, com todos os ângulos de ligação C-C-C e H-C-C iguais a 120°

Química Orgânica

AROMATICIDADE: Requisitos

Substância cíclica

Substância planar

Sistema completamente conjugado

4n + 2 ππππ elétrons (Regra de Huckel)

Química Orgânica

AROMATICIDADE

A A conjugaconjugaççãoão no no ciclociclo éé necessnecessááriaria, , masmas nãonão suficientesuficiente..

nãonãoaromaromááticotico

aromaromááticoticonãonão

aromaromááticotico

AntiaromAntiaromááticoticoquandoquando

quadradoquadrado

AntiaromAntiaromááticoticoquandoquando planarplanar

Química Orgânica

AROMATICIDADE

1- O ciclobutadieno é altamente reativo e instável par a ser isolado;

2- Esta substância não é aromática, mas classificada como antiaromática;

3- Substâncias antiaromáticas são aquelas desestabilizadas por conjugação cíclica.

Química Orgânica

AROMATICIDADE EstruturaEstrutura do do CicloCiclo--octatetraenooctatetraeno

O O CiclooctatetraenoCiclooctatetraeno nãonão éé planarplanar

apresentaapresenta ligaligaççõesões longaslongas (146 pm)(146 pm)e e curtascurtas (133 pm) (133 pm) alternadasalternadas

Não Aromático !!

Química Orgânica

AROMATICIDADE: Regra de Huckel

Além da substância ter que ser cíclica e planar, a qu antidade de elétrons ππππ também é essencial para a aromaticidade

Regra de Huckel: 4n + 2 ππππ e-

n = número inteiro

nn 44nn+2+20 0 221 1 66 BenzenoBenzeno!!22 101033 141444 18 18

aromaticoaromatico: 4n + 2: 4n + 2ππ ee--

Química Orgânica

AROMATICIDADE: Exemplo

nãonãoaromaromááticotico aromáticoaromático

nãonãoaromaromááticotico

4 4 eleléétronstrons ππππππππ 6 elétrons ππππ6 elétrons ππππ 8 8 eleléétronstrons ππππππππ

Química Orgânica

AROMATICIDADE: Íons Aromáticos

6 6 eleléétronstrons ππππππππ deslocalizadosdeslocalizadosaoao longolongo de 7 de 7 carbonoscarbonoscargacarga positivapositiva dispersadispersa

pelospelos 7 7 carbonoscarbonoscarboccarbocáátiontion muitomuito estestáávelvel

tambtambéémm chamadochamado de de ccáátiontiontroptropííliolio

HH HH

HHHH

HH HH

HH

++

Química Orgânica

HH HH

HH HH

HH

••••––6 6 eleléétronstrons p p deslocalizadosdeslocalizados

aoao longolongo de 5 de 5 carbonoscarbonos

cargacarga negativanegativa dispersadispersasobresobre 5 5 carbonoscarbonos

ânionânion estabilizadoestabilizado

AROMATICIDADE: Íons Aromáticos

HH HH

HH HH

HH

––

Química Orgânica

AROMATICIDADE

••••––

HH HH

HH HH

HH

HH HH

HH HH

HH

••••––

HH HH

HH HH

HH

–– ••••

••••

HH HH

HH HH

HH

––

HH HH

HH HH

HH

••••––

Química Orgânica

AROMATICIDADE

HH HH

HH HH

HH HH

HH HH

HH HH

HH

••••––

HH++ ++

ppKKaa = 16= 16

KKaa = 10= 10--1616

CiclopentadienoCiclopentadieno éé um um hidrocarbonetohidrocarboneto cujacuja acidezacidez

éé incomumincomum..

EsseEsse incrementoincremento nana acidezacidezdevedeve--se se àà estabilidadeestabilidade do do ânionânion ciclopentadienetociclopentadieneto..

Química Orgânica

AROMATICIDADE

HH HH

HH HH

HH HH

ppKKaa = 16= 16

KKaa = 10= 10--1616

ppKKaa = 36= 36

KKaa = 10= 10--3636

HH HH

HHHHHH

HH HH

HH HH

Química Orgânica

AROMATICIDADE

HH HH

HH HH

HH

••••––

ÂnionÂnion AromAromááticotico6 6 eleléétronstrons ππππππππ

ÂnionÂnion AntiaromAntiaromááticotico8 8 eleléétronstrons ππππππππ

HH HH

HHHH

HH HH

HH

••••––

Química Orgânica

AROMATICIDADE: Diânion Ciclooctatetraeneto

nn = 2= 244nn +2 = 10+2 = 10 eleléétrons trons ππππππππ

AROMAROMÁÁTICOTICO ????????????????

HH HH HH HH

HHHHHHHH

HH HH HH HH

HHHHHHHH

22––••••

••••

––

––

TambTamb éémm

representadorepresentado

comocomo

Química Orgânica

AROMATICIDADE: Heterocíclicos

PiridinaPiridina

NN••••

OO••••

••••

SS••••

••••

NN

HH

••••

PirrolPirrol

FuranoFurano TiofenoTiofeno

NN••••

NN ••••

QuinolinaQuinolina IsoquinolinaIsoquinolina

Química Orgânica

AROMATICIDADEPerito- Eng. Química/ Química – PF-CESPE-UnB-2004

O ácido lisérgico é uma substância aromática.

O núcleo indólico possui 8 elétrons no sistema ππππ.

Os elétrons não ligantes do nitrogênio do núcleo indólico participam do sistema ππππ.