ऐरोमैटिक यौगिक: अध्ययन गाइड

मुख्य विचार

बेंज़ीन जैसे ऐरोमैटिक यौगिक विस्थानित पाई इलेक्ट्रॉनों के वलय के कारण असाधारण रूप से स्थायी होते हैं। वे वलय को अक्षुण्ण रखते हैं और योग के बजाय प्रतिस्थापन करते हैं।

• हुकल नियम: 4n + 2 पाई इलेक्ट्रॉन (2, 6, 10 …) वाला समतलीय, चक्रीय, पूर्णतः संयुग्मित वलय ऐरोमैटिक है। 4n इलेक्ट्रॉन होने पर वह प्रतिऐरोमैटिक है।
• बेंज़ीन इलेक्ट्रॉनस्नेही प्रतिस्थापन करता है: नाइट्रीकरण (HNO₃/H₂SO₄), हैलोजनीकरण (X₂/FeX₃), सल्फ़ोनीकरण तथा फ्रीडल–क्राफ्ट्स ऐल्किलीकरण और ऐसिलीकरण।
• सक्रियकारी समूह (–OH, –NH₂, –OR, –CH₃) अगले समूह को ऑर्थो और पैरा स्थितियों में निर्देशित करते हैं। निष्क्रियकारी (–NO₂, –COOH, –CN, –CHO) मेटा में निर्देशित करते हैं। हैलोजन निष्क्रिय करते हैं पर ऑर्थो/पैरा निर्देशक हैं।
• बेंज़िलिक हाइड्रोजन वाली पार्श्व शृंखला को गर्म KMnO₄ –COOH में ऑक्सीकृत करता है, चाहे उसकी लंबाई कुछ भी हो।

मुख्य समीकरण

• aromatic: planar, cyclic, conjugated, 4n + 2 π electrons
• C₆H₆ + HNO₃ → C₆H₅NO₂ + H₂O (H₂SO₄)
• ArCH₃ → ArCOOH (KMnO₄)

हल किया हुआ उदाहरण

टॉलूईन (–CH₃ सक्रिय करता है) का नाइट्रीकरण मुख्यतः ऑर्थो- और पैरा-नाइट्रोटॉलूईन देता है और बेंज़ीन से तेज़ है। नाइट्रोबेंज़ीन (–NO₂ निष्क्रिय करता है) का नाइट्रीकरण धीमा है और मुख्यतः 1,3-डाइनाइट्रोबेंज़ीन देता है। साइक्लोपेन्टाडाइएनिल ऋणायन में छह पाई इलेक्ट्रॉन हैं (4n + 2, n = 1) और वह ऐरोमैटिक है, पर साइक्लोब्यूटाडाइईन में चार हैं और वह प्रतिऐरोमैटिक है।

आम गलतियाँ

• यह अपेक्षा करना कि बेंज़ीन ऐल्कीन की तरह ब्रोमीन जोड़ेगा। वह प्रतिस्थापन करता है और उसे उत्प्रेरक चाहिए।
• मेटा निर्देशक से ऑर्थो/पैरा उत्पादों का अनुमान लगाना, या इसका उलटा।
• पाई तंत्र में न रहने वाले एकाकी युग्म को 4n + 2 इलेक्ट्रॉनों में गिन लेना।

अभ्यास

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