1. Ароматични соединенија

2. Алотропи на јаглеродот
Дијамант: кристална решетка од тетраедарски C-атоми.
Графит : слоеви од фузирани бензенски прстени.
=>
Chapter 16

3. Нови алотропи на јаглеродот
Фулерени: 5- и члено прстени што формираат структура на “фудбалска топка”.
Нанотуби: половина од C60 сфери фузирани во форма на цилиндер
=>
Chapter 16

4. Едно од понеобичните соединенија на јаглеродот е
И БЕНЗЕНОТ-молекулска формула С6Н6
Што е необично кај ова соединение?
-Односот на С и Н е 1:1, што е крајно необично за хемијата
на јаглеродот!
-Стабилно соединение
-Неговата структура е застапена во огромен број на
Органски соединенија и медикаменти!

5. Откривање на бензенот
Изолиран е во 1825 од Michael Faraday кој определил однос на C:H од 1:1.
Синтетизиран во 1834 од Eilhard Mitscherlich кој ја определил молекулската формула дека е C6H6.
Поради мирисот, бензенот и неговите деривати се класифицирани како ароматични соединенија =>
Chapter 16

6. Структура на Kekulé за бензенот
Предложена во 1866 одFriedrich Kekulé, непосредно откако било откриено дека во јаглеродните соединенија може да постојат повеќекратни врски
=>

7. Резонантна структура на бензенот
Секој С-атом е sp2 хибридизиран, НО секој C во прстенот има и по една нехибридизирана p орбитала што лежи нормално на прстенот и може да формира врски надвор од прстенот.
=>
Chapter 16

8. Необични реакции на бензенот
Alkene + KMnO4  диол (адиција) бензен+ KMnO4  НЕМА реакција!!!
Alkene + Br2/CCl4  дибромид (адиција) бензен+ Br2/CCl4  нема реакција!!!
Со FeCl3 како катализатор, Br2 реагира со бензен и се формира бромобензен + HBr (ова е реакција на СУПСТИТУЦИЈА!). Притоа, кај оваа реакција двојните врски остануваат! =>
Chapter 16

9. Hückel-ово правило за АРОМАТИЧНОСТ-како ќе дефинираме дали едно соединение е ароматично или не?
Доколку една циклично органско соединение има наизменични p орбитали што се преклопуваат и доколку има 4N + 2 ПИ електрони, тогаш тоа соединение се класифицира како АРОМАТИЧНО.
Доколку соединението има p орбитали што се преклопуваат и доколку има 4N ПИ електрони, тогаш тоа соединение е АНТИРАОМАТИЧНО =>
Chapter 16

10. Критериум за ароматичност—Hückel’ово правило
ЧЕТИРИ критериуми МОРА да бидат исполнети за да едно соединение биде класифицирано како АРОМАТИЧНО
[1] молекулата МОРА да е ЦИКЛИЧНА!!
За да биде ароматично, СЕКОЈА p орбитала МОРА да се преклопува со p орбиталите од соседните атоми. 10

11. [2] МОЛЕКУЛАТА МОРА ДА Е ПЛАНАРНА!!
Соседните p орбитали МОРА да се во линија, така што  електроните мора да бидат делокализирани (делокализација значи-ЕЛЕКТРОНИТЕ ДА ПРИПАЃААТ ПОДЕДНАКВО НА СИТЕ АТОМИ, А НЕ САМО НА ЕДЕН АТОМ).
Бидејќи циклооктатетраен не е планарен тој НЕ Е АРОМАТИЧЕН, па се однесува како и алкените.

12. [3] МОЛЕКУЛИТЕ МОРА ДА БИДАТ КОНЈУГИРАНИ.
Ароматичните соединенија МОРА да имаат p орбитали на секој атом.

13. Hückel‘ово правило за ароматичност : 4N+2  ЕЛЕКТРОНИ
Бензенот е ароматичен-има 6  електрони.
Циклобутадиен е АНТИАРОМАТИЧЕН и нестабилен бидејќи содржи 4  електрони.

14. Некои ароматични соединенија Циклопентадиенилни анјони
Катјонот на циклопентадиенил има една непополнета р-орбитала, има 4 ПИ електрони, а тоа значи е антиароматичен.
Анјонот има неврзувачки пар на електрони во р- орбиталата, има значи 6 ПИ e-=, АРОМАТИЧНО.
=>
Chapter 16

15. Анјонот 2- на анулен
Циклооктантетраен лесно формира анјон со полнеж -2.
Има 1о електрони, р-орбитали што се преклопуваат во континуитет значи е анјонот 2- на анулен е АРОМАТИЧЕН =>
Chapter 16

16. ПИРИДИН Е хетероциклично ароматично соединение.
Има неврзувачки пар на електрони sp2 орбиталата и е салаба база.
=>
Chapter 16

17. ПИРОЛ
Е исто така ароматично соединение,
=>
Chapter 16

18. Други ароматични хетероциклични соединенија
Шест пи-електрони
Шест пи-електрони
Шест пи-електрони
=>

19. Кое од овие соединенија е ароматично?

20. Кое од овие соединенија е АНТИАРОМАТИЧНО?

21. Ароматични соединенија со фузирани бензенски прстени
Нафтален
Антрацен
=>
Фенантрен
Chapter 16

22. Хетероциклични соединенија со фузирани прстени
Доста застапени во природата, се употребуваат при синтеза на дроги!!
=>
Chapter 16

23. ТРИВИЈАЛНИ имиња на МОНОСУПСТИТУИРАНИТЕ деривати на бензенот
ТРИВИЈАЛНИ имиња на МОНОСУПСТИТУИРАНИТЕ деривати на бензенот
=>
Chapter 16

24. Дисупституирани бензени
Префиксите ortho-, meta-, и para- се
Употребуваат 1,2-, 1,3-, и 1,4-
позициите, соодветно.
=>
Chapter 16

25. Именување на некои орто мета и пара деривати на бензенот

26. Ароматични деривати со 3 или повеќе супституенти
Се употребуваат што помали броеви
за супституентите, и најди ја
функционалната главна група, така да тој
С-атом е означен со број #1.
=>
Chapter 16

27. ТРИВИЈАЛНИ имиња за некои дисупституирани бензени
=>

28. Фенил или Бензил? Ознаката ФЕНИЛ се однесува
На супституција директно на бензенскиот
Прстен
Терминот БЕНЗИЛ се однесува на C6H5CH2
=>

29. Физички својства
Температури на топење-повисоки Т на топење од алканите.
Густина: имаат поголема густина од неароматичните соединенија, но имаат помала густина од водата.
Растворливост во вода-Слабо растворливи во вода. =>
Chapter 16

30. Карактеристични реакции на ароматичните соединенија се реакциите на Електрофилна ароматска супституција
Кај оваа реакција се супституира еден или повеќе водороди од бензенскиот прстен.
=>
Chapter 17

31. Механизам на електрофилна ароматична супституција
Во прв чекор-Електрофилот (супстанца што сака електрони)
се адира на бензенскиот прстен и се формира комплекс-арениум јон
Во вториот чекор се оддава протон и се добива продуктот
=>

32. Пример за електрофилна ароматична супституција-бромирање на бензен
За бромирање на бензен се се користи само Br2, туку и катализатор, FeBr3.
=>

33. Хлорирање и јодирање на бензен-други примери за електрофилна ароматична супституција
Хлорирањето е слично на бромирањето. AlCl3 се употребува како катализатор
Јодирањето е потребно оксидациско средство, HNO3, на пример, што го оксидира јодот до јодиниум катјон.
=>

34. Нитрирање на бензен
Са употребува сулфурна киселина во смеса со азотна киселина за да се форира нитрониум јон што е електрофил.
Нитрониум јон
NO2+ потоа формира
сигма комплекс со
бензенот, се губиH+ и
се формира
нитробензен. =>

35. Сулфонација на бензен
Електрофилот е сулфур триокси SO3, во концентрирана сулфурна киселина
Сулфониум јон
=>

36. Нитрирање на толуен
Толуенот реагира 25 побрзо од бензенот, бидејќи метил група е активатор.
Продукот е смеса на орто и пара деривати.
=>

37. Реакции на анилин
Анилинот реагира со бромна вода (раствор на бром во вода) и се добива трибромиден дериват на анилинот.
=>

38. Нуклеофилна ароматична супституција
Нуклеофилите може да ги заменат групите што заминуваат од бензенскиот прстен.
Присуството на групи со негативен индуктивен ефект (што привлекуваат електрони) го активираат прстенот и се погодни за реакции на нуклеофилна супституција =>
Chapter 17

39. Примери за нуклеофилна супституција
=>

40. Каталитичко хидрогенирање на бензен
Хидрогенирање е адиција на водород на бензен (т.е. Редукција на бензенот).
Се одвива во присуство на катализатори: Pt, Pd, Ni, Ru, Rh.
Се добиваат циклични соединенија при што се губи ароматичниот карактер.
=>
Chapter 17

41. Оксидација на страничен ланец
Алкилбензените се оксидираат до бензоева киселина во присуство на врел KMnO4 или Na2Cr2O7/H2SO4.
=>

42. Халогенација на страничен ланец кај ароматичните соединенија
Br2 и хлор може да реагираат и многу полесно да се супституираат на страничниот ланец
=>

43. SN1 Реакции
Бензил халогенидите најчесто стапуваат во SN1 реакции-нуклеофилни супституции.
=>

44. Реакции на фенолите
Фенолите иако содржат ОН група, тие се СЛАБИ КИСЕЛИНИ!!! Реагираат соодветно како и киселините
фенол+ карбоксилна киселина  ester
фенол+ aq. NaOH  феноксиден јон
Се оксидираат до кинони: 1,4-дикетони.
=>

45. КИНОНИ-едни од најбитните органски соединенија во живите системи
КИНОНИ-едни од најбитните органски соединенија во живите системи
Coenzyme Q е претставник на киноните што се најдува во митохондриите на живите клетки и кој придонесува за синтеза на АТП, но... И во многу други функции има улога. Редуцираната форма на киноните се нарекува ХИДРОКИНОН, ХИДРОКИНОНИТЕ се АНТИОКСИДАНСИ!!!! =>

46. Хидрокинон
Пара-бензокинон

47. Coenzyme Q10 е медијатор во синџирот на електронски трансфер
И директно придонесува во синтезата на АТП

48. Reactive Oxygen Species =
Овој митохондријален синџир на електрони е главен извор
На реактивни честички на кислород ROS
Што се екстремно опасни-огромен број на штети во организмот се
Предизвикани од овие ROS- честички

50. Effective „cure“ against
ROS
are the Antioxidants
Ubiquinol- antioxidant

52. Електрофилна супституција на феноли
Фенолите се многу реактивни.
Може да реагираат со голем број реактанти, но и со CO2.
=>