aromatici, idrocarburi

aromatici, idrocarburi

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aromatici, idrocarburi Il benzene e quei composti organici ciclici insaturi che hanno proprietà simili a quelle del benzene. Sono caratterizzati da una elevata stabilità e dal fatto che danno reazioni di sostituzione invece che di addizione malgrado la loro elevata insaturazione. 

Nelle molecole aromatiche gli elettroni dei doppi legami sono in numero di 4n+2, con n intero e positivo ( regola di Hückel). Essi sono delocalizzati su quella parte di molecola formata da tutti gli atomi interessati al doppio legame e occupano degli orbitali, detti π, derivati dagli orbitali p degli atomi di carbonio che sono perpendicolari al piano della molecola, come viene illustrato nella fig. per la molecola del benzene, che costituisce il capostipite della serie. Tale delocalizzazione è possibile solo se la molecola presenta doppi legami coniugati. Questo tipo di struttura elettronica è particolarmente stabile e giustifica il comportamento caratteristico degli idrocarburi a.; per es., è stato calcolato che il calore di idrogenazione del benzene è circa 150 kJ/mol inferiore a quello che svolgerebbe in mancanza delle condizioni di aromaticità ovvero con i legami doppi non coniugati.

In chimica organica esistono numerosi tipi di idrocarburi a.: derivati del benzene (alcoli, acidi ecc.), composti polinucleari (naftalene, antracene, fenantrene, antrachinoni ecc.), eterociclici (pirrolo, tiofene, furano, piridine, chinoline ecc.), ioni (anione ciclopentadienilico, catione cicloeptatrienilico). Sebbene meno numerosi, esistono anche composti a. inorganici: borazolo, alogenuri fosfonitrilici, silossani, metafosfati, silazani, triossido di zolfo polimerico ecc. 

L’importanza degli idrocarburi a. è andata via via aumentando in relazione ai consumi sempre crescenti per la preparazione di importanti derivati (➔ petrolchimica): i maggiori consumi si hanno nella preparazione dello stirene, del fenolo, dei detergenti sintetici, di insetticidi, di anilina ecc.

In passato la principale e quasi unica fonte di idrocarburi a. era rappresentata dal catrame di carbone fossile; successivamente il petrolio è diventato la fonte di gran lunga prevalente. Gli idrocarburi a. sono presenti come tali nel petrolio in piccola quantità, mentre si ritrovano in elevata percentuale (fino al 50-70%) nei prodotti di cracking delle benzine (o di altri prodotti petroliferi: gasoli ecc.) o di reforming delle benzine. Da tali prodotti vengono separati per distillazione (azeotropica o estrattiva) o per adsorbimento su solidi o, soprattutto, per estrazione con solventi dotati di spiccata selettività (anidride solforosa liquida, nitrobenzene, furfurolo e, nel processo Udex, glicole dietilenico); il solvente impiegato viene poi allontanato tramite desorbimento (stipping) e torna in ciclo, mentre la frazione aromatica, costituita principalmente da benzene, toluene e xileni, viene separata per distillazione.

Reazioni di aromatizzazione Permettono di trasformare composti alifatici o aliciclici in composti aromatici. Si effettuano per deidrogenazione catalitica, con catalizzatori a base, di platino, palladio o nichel. In particolare vengono impiegate per trasformare strutture carbocicliche e eterociclice sature , a 5 o 6 termini, in strutture aromatiche. Per es. il cicloesano in benzene la tetralina in naftalene.

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