Temel fikirler
Benzen gibi aromatik bileşikler, yer değiştirmiş pi elektronlarından oluşan bir halka sayesinde olağanüstü kararlıdır. Halkayı bozmadan korurlar ve katılma yerine yer değiştirme tepkimesi verirler.
- Hückel kuralı: düzlemsel, halkalı, tamamen konjuge ve 4n + 2 pi elektronlu (2, 6, 10 …) halka aromatiktir. 4n elektronluysa antiaromatiktir.
- Benzen elektrofilik yer değiştirme verir: nitrolama (HNO₃/H₂SO₄), halojenleme (X₂/FeX₃), sülfonlama ile Friedel–Crafts alkilleme ve asilleme.
- Aktifleştirici gruplar (–OH, –NH₂, –OR, –CH₃) sonraki grubu orto ve para konumlarına yönlendirir. Pasifleştiriciler (–NO₂, –COOH, –CN, –CHO) meta konumuna yönlendirir. Halojenler pasifleştirir ama orto/para yönlendiricidir.
- Benzilik hidrojeni olan bir yan zincir, uzunluğu ne olursa olsun, sıcak KMnO₄ ile –COOH’a yükseltgenir.
Temel denklemler
aromatic: planar, cyclic, conjugated, 4n + 2 π electronsC₆H₆ + HNO₃ → C₆H₅NO₂ + H₂O (H₂SO₄)ArCH₃ → ArCOOH (KMnO₄)
Çözümlü örnek
Toluenin nitrolanması (–CH₃ aktifleştirir) çoğunlukla orto ve para nitrotoluen verir ve benzenden hızlıdır. Nitrobenzenin nitrolanması (–NO₂ pasifleştirir) yavaştır ve ağırlıklı olarak 1,3-dinitrobenzen verir. Siklopentadienil anyonunun altı pi elektronu vardır (4n + 2, n = 1) ve aromatiktir; siklobutadienin dört elektronu vardır ve antiaromatiktir.
Sık yapılan hatalar
- Benzenin alken gibi brom katmasını beklemek. Yer değiştirir ve katalizör gerektirir.
- Meta yönlendiriciyle orto/para ürünlerini tahmin etmek, ya da tersini yapmak.
- Pi sisteminde yer almayan ortaklanmamış elektron çiftini 4n + 2 elektrona saymak.
Alıştırma
Bu konudaki alıştırma sorularıyla kendinizi sınayın: Aromatik bileşikler