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UNIDAD 1 (P.XV)
Objetivos
1. Interprete la regla de Hückel
2. Determina la aromaticidad de un compuesto.
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1
Resonancia y estabilidad
Hidrogenación de Alquenos:
C=C
+
H2
C-C
H
H
Diagrama de hidrogenación de alquenos:
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2
Resonancia:
Diagramas de orbítales y movimiento de electrones “π”:
:
C
:
:
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
:
C
C
C
C
C
C
sp2
sp2
sp3
sp2
sp2
sp3
1,4-hexadieno
C
C
C
C
C
C
sp2
sp2
sp2
sp2
sp3
sp3
1,3-hexadieno
¿En cuál de los dos compuestos anteriores hay resonancia?
¿Por qué?
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3
Tabla de energías de hidrogenación
Compuesto
ΔH Experimental
(Kcal/mol)
ΔH Teórico
(Kcal/mol)
Energía de
Resonancia
(Kcal/mol)
Eteno
-32.8
------------
-----------
Propeno
-30.1
-------------
---------
1,3-butadieno
-57.1
-65.6
8.5
1,3-pentadieno
-54.1
-65.6
11.5
1,3-hexadieno
-54.1
-65.6
11.5
1,3,5-hexatrieno
-83.1
-98.4
15.0
Aromaticidad
Compuesto
ΔH Experimental
(Kcal/mol)
ΔH teórico
(Kcal/mol)
Energía de
Resonancia
(Kcal/mol)
1-ciclohexeno
-28.6 (-32.8)
----------
----------
1,3-ciclohexadieno
-54.9
-57.2 (-65.6)
2.3 (10.7)
1,3,5-ciclohexatrieno
-49.8
-85.8 (-98.4)
36.0 (48.6)
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4
Diagrama de comparación entre ciclohexanos insaturados:
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5
Tabla comparativa (Energía de Resonancia):
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6
Representaciones del Benceno:
¿Cuál sería el hibrido de resonancia?
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7
Estructura del Benceno:
Representación del enlace “π” gigante:
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Ideas principales del Benceno:
1. Es cíclico y conjugado.
2. Es inusualmente estable, teniendo un calor de
hidrogenación 150 KJ/mol menos negativo de lo que
podría esperarse para un trieno cíclico conjugado.
3. Es plano y tiene la forma de un hexágono regular.
Todos los ángulos de los enlaces son de 120°, todos
los átomos de carbono tienen hibridación sp2 y todas
las longitudes del enlace carbono-carbono de 139 pm.
4. Experimenta reacciones de sustitución que retienen la
conjugación cíclica en lugar de reacciones de adición
electrofílica que destruirían la. conjugación.
5. Es una hibrido de resonancia cuya estructura es
intermedia entre dos estructuras de enlace-línea.
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Reglas de Hückel: (1931)
Ecuación de Hückel
4n +2 = # de electrones π
n = 0,1,2,3…
Cálculos:
2, 6, 10, 14, 18… (e- π)
Diagramas de llenado de polígonos de Hückel:
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10
Requisitos para que los compuestos orgánicos sean
Aromáticos monocíclico:
1.
2.
3.
4.
Compuesto cíclico.
Dobles enlaces conjugados en todo el ciclo.
De geometría plana.
Que cumpla con el número de Hückel para los electrones
π.
Las moléculas que conjugadas planas con 4n electrones
π son llamadas antiaromáticas, debido a que la
deslocalización de sus electrones π llevan a su
desestabilización, pues como vimos anteriormente los
electrones están desapareados
Ciclobutadieno
(Antiaromático)
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Los químicos a principios de 1900 creían que el único
requerimiento para la aromaticidad era la presencia de un
sistema conjugado cíclico. Por lo tanto se esperaba que
el ciclooctatetraeno fuera igual al benceno, inusualmente
estable. Pero Richard Willstätter, que lo preparó por
primera vez en 1911, encontró que no era particularmente
estable pero se parecía en su reactividad a un polieno de
cadena abierta.
¿Por qué no es aromático?
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12
Aromáticos policíclicos:
La regla de Hückel es estrictamente aplicable
únicamente para compuestos monocíclicos, pero el
concepto general de aromaticidad puede extenderse
más allá de los compuestos monocíclicos sencillos y
podemos añadir los siguientes:
Antraceno
Fenantreno
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Benzo[a]pireno
13
Iones Aromáticos:
H H
Aniones:
Ciclopentadieno
(- H:-)
H
(- H+)
(- H.)
H
..
-
+
H
Catión
Ciclopentadienilo
.
Anión
Ciclopentadienilo
seis electrones 
cuatro electrones 
Radical
Ciclopentadienilo
cinco electrones 
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H
H
Cationes
Cicloheptatrienilo
(- H:-)
H
(- H+)
(- H.)
H
..
-
+
H
Catión
Cicloheptatrienilo
.
Anión
Cicloheptatrienilo
ocho electrones 
seis electrones 
Radical
Cicloheptatrienilo
siete electrones 
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Heterociclos Aromáticos:
Piridina:
Pirimidina:
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16
Pirrol:
Imidazol:
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17
Tiofeno:
Furano:
..
O
..
Furano
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¿Será o no aromático?
¿En que orbitales están los electrones
libres del Oxígeno?
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Heterociclos aromáticos policíclicos:
..
N
:N
N:
N
..
Quinolina
N
N
..
Adenina
(en el RNA y DNA)
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N
..
Indol
:O: ..
O
..:-
:O: ..
NH2
N
..
N
..
Purina
Isoquinolina
..
:N
N
..
:N
..
H2N
N
NH3
N
..
+
N
..
Guanina
(en el RNA y DNA)
N
..
Triptófano
(un aminoácido)
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¿Qué aprendimos?
1. Estabilización por resonancia analizando los calores de
combustión.
2. Estabilización en compuestos aromáticos es muchísimo
más estable.
3. Características generales del Benceno.
4. Numero de Hückle su interpretación y calculo.
5. Antiaromáticos
6. Aromáticos monocícliclos
7. Aromáticos fusionados
8. Iones aromáticos
9. Aromáticos con heterociclos
Bibliografía:
1. Capitulo No. 15 J. McMurry (8ª Edición) Paginas 534-556.
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