SEMANA 18SEMANA 18

HIDROCARBUROS

AROMÁTICOS Y DERIVADOS HALOGENADOS

Fueron llamados aromáticos debido a que muchos de ellos tienen olor a especias. Actualmente el término aromático se emplea para referirse al benceno y a los compuestos relacionados estructuralmente con él. El Benceno, es el miembro más simple, exhibe la característica estructural común, es líquido incoloro de olor característico y sabor a quemado, de fórmula C6H6.

HIDROCARBUROS AROMÁTICOS

La molécula de benceno consiste en un anillo cerrado de seis átomos de carbono unidos por enlaces químicos que resuenan entre uniones simples y dobles. Cada átomo de carbono está a su vez unido a un átomo de hidrógeno.

En 1865, Kekulé propuso la estructura de resonancia: que es un sistema de enlace entre los átomos de una molécula que, debido a la compleja distribución de sus electrones, obtiene una mayor estabilidad que con un enlace simple.

En general los hidrocarburos aromáticos son insaturados,estables, experimentan reacciones de sustitución, estructuras cíclicas, planares, presentan resonancia (los electrones deslocalizados).Generalmente presentan dobles uniones conjugadas.

Fórmula General: CnHn-x x: 0,2,4

Fuentes de hidrocarburos Fuentes de hidrocarburos aromáticosaromáticos

1.Los hidrocarburos aromáticos simples que 1.Los hidrocarburos aromáticos simples que se usan como material de partida para se usan como material de partida para elaborar productos más complejos elaborar productos más complejos provienen de dos fuentes principales, el provienen de dos fuentes principales, el carbón (o hulla) y el petróleocarbón (o hulla) y el petróleo..

2.El 2.El carbón es una sustancia mineral es una sustancia mineral

enormemente compleja formada en mayor enormemente compleja formada en mayor medida por grandes arreglos de anillos medida por grandes arreglos de anillos insaturados del tipo del benceno unidos insaturados del tipo del benceno unidos entre sí. entre sí.

Cuando se calienta a 1000 °C en ausencia Cuando se calienta a 1000 °C en ausencia de aire, las moléculas de la hulla de aire, las moléculas de la hulla experimentan desintegración térmica experimentan desintegración térmica (pirólisis), y destila una mezcla de (pirólisis), y destila una mezcla de productos volátiles llamada alquitrán de productos volátiles llamada alquitrán de hulla.hulla. La destilación fraccionada posterior de La destilación fraccionada posterior de esta mezcla produce esta mezcla produce benceno , , tolueno , , xileno (dimetilbenceno), naftaleno.xileno (dimetilbenceno), naftaleno.

3.El petróleo a diferencia del carbón, consiste a diferencia del carbón, consiste

principalmente en alcanos y contiene pocosprincipalmente en alcanos y contiene pocos

compuestos aromáticos. Sin embargo, compuestos aromáticos. Sin embargo, durante la refinación del petróleo se forman durante la refinación del petróleo se forman moléculas moléculas

aromáticas cuando los alcanos se hacen aromáticas cuando los alcanos se hacen pasar sobre un catalizador a una temperatura pasar sobre un catalizador a una temperatura aproximada de 500 °C a altas presiones.aproximada de 500 °C a altas presiones.

Propiedades FísicasPropiedades Físicas Son compuestos de baja polaridad.Son compuestos de baja polaridad. Insolubles en aguaInsolubles en agua Menos densos que el aguaMenos densos que el agua Hasta no hace mucho y a pesar de su Hasta no hace mucho y a pesar de su

inflamabilidad, el benceno se usó inflamabilidad, el benceno se usó ampliamente como disolvente. Este uso ha ampliamente como disolvente. Este uso ha desaparecido prácticamente una vez que fue desaparecido prácticamente una vez que fue demostrado que el benceno es un demostrado que el benceno es un cancerígeno.cancerígeno. El tolueno ha reemplazado al El tolueno ha reemplazado al benceno como disolvente orgánico barato, benceno como disolvente orgánico barato, porque tiene propiedades similares como porque tiene propiedades similares como disolvente y no se ha demostrado que sea disolvente y no se ha demostrado que sea cancerígeno en los sistemas celulares y a los cancerígeno en los sistemas celulares y a los niveles que lo es el benceno. niveles que lo es el benceno.

NOMENCLATURA

GRUPOS ARILO (Ar-)

NOMBRE NOMBRE DEL DEL RADICALRADICAL

FÓRMULAFÓRMULA DESCRIPCIÓNDESCRIPCIÓN

FENILOFENILO CC66HH55-- Grupo arilo que se Grupo arilo que se forma cuando se forma cuando se elimina un H del elimina un H del

bencenobenceno

BENCILOBENCILO CC66HH55CHCH22--

Es un grupo alquilo Es un grupo alquilo que se deriva que se deriva eliminando un átomo eliminando un átomo de H del grupo metilo de H del grupo metilo del tolueno.del tolueno.

A. Monosustituídos: Se da el nombre del sustituyente y a continuación la palabra benceno (no es necesario indicar la posición).

Nombres comunes y “especiales”

B. Disustituídos: Se usan los prefijos:a) Orto (o-) posición1,2 los sustituyentes en C vecinosb) Meta (m-) posición 1,3 los sustituyentes separados por

un Cc) Para (p-) posición 1,4 los sustituyentes separados por

dos C

Los sustituyentes deben mencionarse en forma alfabética.

1,2-dimetilbenceno, (o-dimetilbenceno ou(o-xileno) 1,3-dimetilbenceno, (m-dimetilbenceno) ou (m-xileno) 1,4-dimetilbenceno, (p-dimetilbenceno) ou (p-xileno)

A. Halogenación: Sustitución del H por Cl o Br

B. Nitración: Sustitución del H por el grupo nitro del ácido nítrico

H

H

C. Sulfonación: Sustitución del H por el grupoÁcido sulfónico.

D. Alquilación: Sustitución del H por un grupo Alquilo. Alquilación de Friedel-Crafts

HIDROCARBUROS AROMÀTICOS POLICÌCLICOS

Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) son un grupo de más de 100 sustancias químicas diferentes que se forman durante la combustión incompleta del carbón, petróleo y gasolina, basuras y otras sustancias orgánicas como tabaco y carne preparada en la parrilla. Los HAPs se encuentran generalmente como una mezcla de dos o más de estos compuestos, tal como el hollín.

EXPOSICIÒN A HAPs

• Respirando aire contaminado al trabajar en plantas que producen alquitrán y asfalto; plantas donde se ahuman productos; y facilidades que queman basuras municipales.

• Respirando aire con HAPs del humo de cigarrillos, humo de madera, emisiones del tubo de escape de automóviles, caminos de asfalto, o humo de la combustión de productos agrícolas.

• A través de contacto con aire, agua o tierra cerca de sitios de residuos peligrosos.

• Comiendo carnes preparadas en la parrilla o que se han quemado; comiendo cereales, harina, pan, hortalizas, frutas, o carnes contaminadas; o comiendo alimentos procesados o en escabeche.

• Tomando leche de vaca o agua contaminadas.

• Las madres que lactan y que viven cerca de sitios de residuos peligrosos pueden pasar los HAPs a los niños a través de la leche materna.

CONSECUENCIA DE LA EXPOSICIÓN A HAPs

Algunos HAPs son carcinogénicos.

Ciertas personas que han respirado o tocado mezclas de HAPs y otros compuestos químicos por largo tiempo han contraído cáncer. Ciertos HAPs han producido cáncer en animales de laboratorio que respiraron aire con HAPs (cáncer al pulmón), comieron alimentos con HAPs (cáncer al estómago), o se les aplicó HAPs en la piel (cáncer a la piel).

El benzopireno y el dibenzoantraceno han mostrado capacidad para inducir tumores en animales y establecer enlaces estables con el DNA.

BENZOPIRENO

DERIVADOS HALOGENADOS

•Resultan de la sustitución de uno o más átomos de Hidrógeno de un hidrocarburo por átomos de halógeno.

•Si el hidrocarburo es alifático, el derivado es un HALURO DE ALQUILO (R-X).

•Si el hidrocarburo es aromático el derivado es un HALURO DE ARILO (Ar-X)

•El grupo funcional es el átomo de halógeno enlazado en forma covalente.

CLASIFICACIÓN:

Pueden clasificarse en base a:

1. El halógeno que contienen:

Clorados Iodados

Bromados Fluorados

Ej. CHCH33CHCH22I (Iodado)I (Iodado)

2. Al tipo de Carbono al que se une el halogeno en la cadena carbonada. CLCL

CHCH33CHCHCHCH3 (clorado y secundario)3 (clorado y secundario)

NOMENCLATURA COMÚN

Se nombran como sales inorgánicas. El nombre del haluro se menciona primero, seguido del nombre del grupo alquilo.

CH3Cl Cloruro de metilo

NOMENCLATURA UIQPA

Los átomos de halógeno se nombran como sustituyentes de la cadena continua de carbonos más larga. Cuando tienen más de 5 carbonos se nombran más adecuadamente por ésta nomenclatura.

FORMULAFORMULA N. COMÚNN. COMÚN N. UIQPAN. UIQPA

CHCH33II Ioduro de Ioduro de metilometilo

IodometanoIodometano

CHCH33CHCH22II Ioduro de Ioduro de etiloetilo

IodoetanoIodoetano

CLCL

CHCH33CHCHCHCH33

Cloruro de Cloruro de iso-propiloiso-propilo

2-2-CloropropanoCloropropano

CHCH33CHCH22CHCH22CHCH22BrBr Bromuro de Bromuro de n-butilon-butilo

1-1-BromobutanoBromobutano

CHCH22-CH-CH22

Br BrBr Br

Bromuro de Bromuro de etilenoetileno

1,2-1,2-DibromoetanoDibromoetano

CH3

CH3CH2CH2CHCHCH2

Cl Br

Usos como: anestésicos, pesticidas, solventes.

Halotano:

El Halotano: es un vapor para inhalación usado en la anestesia general. Su nombre sistemático es 2-Bromo-2-cloro-1,1,1-trifluoroetano.

No tiene color y posee un aroma agradable pero es inestable bajo la luz.

El halotano ha sido ha sido utilizado desde su introducción en los años 1950s hasta los 1980s. Obtuvo gran popularidad como un anestésico general no inflamable que venía a reemplazar otros anestésicos volátiles como el éter y el ciclopropano. El uso de este anestésico se fue reduciendo entre los 1980s y 1990s en la medida que nuevos agentes anestésicos fueron popularizándose. El halotano aún se ocupa en la medicina veterinaria y en el Tercer Mundo, debido a su bajo costo.