Aromatiklik Kavramı

Aromatik sözcüğü “kokulu” anlamına gelir. Kimyanın ilk gelişme evresinde, bilinen hidrokarbonların çoğu kokulu olduğu için, bu bileşikler “aromatik hidrokarbonlar” olarak sınıflandırılmıştır.
Ancak günümüzde, her kokulu bileşiğe aromatik bileşik denilmediği gibi, her aromatik bileşiğin kokulu olması da beklenemez.
Günümüzde aromatikliğin tanımı çok farklıdır.
Bir bileşiğin aromatik olması için, aşağıda sıralanan şartları sağlaması gerekir.
1.Bileşik halkalı yapıda olmalı,
2.Halka düzlemsel olmalı,
3.Halkada konjuge çift bağlar bulunmalı,
4. Halka, (4n+2) sayıda p-elektronu taşımalı (Hückel Kuralı).
Burada; n = 0, 1, 2, 3, 4,……veya daha büyük pozitif bir tam sayıdır.
Bu tanıma göre; 2, 6, 10, 14 ve 18 tane p-elektronu olan, konjuge çift bağlara sahip düzlemsel halkalar, aromatiktir.

Konjuge Çift Bağlar

Bir yapıda; çift-tek, çift-tek, çift-tek şeklinde devam eden bağlara konjuge çift bağlar denir.

Aromatik Hidrokarbon Örnekleri

Benzen, naftalin ve antrasen aromatiklik şartlarını sağlayan hidrokarbon örnekleridir.
Benzende bağlanma
Benzen molekülündeki bütün karbon atomlarının melezleşme şekli, sp2’dir.
sp2-Melez orbitalleri düzlemsel olduklarından, benzen halkası ve diğer aromatik halkalar da düzlemsel geometriye sahiptirler.
Benzen’de sigma (s-) bağları
Her bir karbon atomu, sp2 melez orbitallerini kullanarak 3 tane s-bağı yapar.
Benzen’de pi (p-) bağları
Karbon atomlarının melezleşmeye katılmamış p-atomik orbitalleri, eksenleri paralel olacak şekilde yandan örtüşerek, p-bağlarını oluştururlar.
Benzen’de pi (p-) bağları
p-Orbitalleri arasındaki tam örtüşmeden dolayı, benzen ve diğer aromatik hidrokarbonlarda, çoğu zaman halka içerisine bir daire yerleştirilir.

Aromatik Bileşiklerin Adlandırılması

Aromatik bileşikler, daha çok özel (yaygın) adları ile bilinirler.
Aromatik bileşikler, bulundukça yada sentez edildikçe, kaynağına yada özelliklerine bağlı olarak bu adlar verilmiştir.
Benzen, naftalin ve antrasen birer yaygın ad’dır.
Benzenden türeyen bileşiklere, benzen bileşikleri denir.
Mono sübstitüe (halkaya yalnızca bir atom yada grup bağlı) benzen bileşiklerinin çoğusu, sistematik olmayan özel adlarla bilinir.
Bazı benzen bileşikleri adlandırılırken, önce halkaya bağlı atom yada grubun adı ve sonra benzen adı bitişik bir şekilde yazılır.

Benzen Bileşiklerinin Adlandırılması

Disübstitüe (iki atom yada grup bağlı) benzen bileşikleri, sayılar verilerek yada orto (o-), meta (m-) ve para (p-) önekleri kullanılarak adlandırılır.
Orto- öneki, halkaya bağlı iki atom yada grubun 1,2-konumunda olduğunu belirtir.
Meta- öneki, 1,3-konumunu ve para- öneki ise 1,4-konumunu gösterir.
Disübstitüe benzen bileşiklerine örnekler:
Dimetilbenzenler ksilenler olarak adlandırılır.
Benzen halkasına iki yada daha fazla grup bağlı olması durumunda, bağlı gruplardan biri bileşiğe özel bir ad verilmesine yol açıyorsa, bileşiğin adı bu özel ad’dan türetilir.
Aromatik hidrokarbonlardan bir hidrojen uzaklaştırıldığında, geri kalan gruba aril grubu (Ar-) denir.
Belli başlı aril grupları ve türevlerine örnekler şunlardır.
Aromatik halkada bir grup bağlı ise ikinci bağlanacak grup halkanın hangi pozisyonuna bağlanır?
Halkaya elektron veren gruplar halkayı elektronca aktive ettiğinden halkaya bağlanak grubu yönlendirirler. Dolayısı ile bağlanacak ikinci grubun bağlanacağı karbonu birinci grup belirler. Birinci grubumuz elektron çekici grup ise meta yönlendiricisidir. Birinci grup elektron verici grup ise orto, para yönlendiricisidir.
Benzenden başlayarak aşağıdaki molekülleri sentezleyiniz
Bu reaksiyonda önce brom atomunu halkaya bağlamalıyız. Böylece brom orto,para yönlendirici olduğundan nitro(NO2) grubu para köşesine bağlanacaktır. Halkaya önce nitro grubu bağlansaydı brom atomu nitroya göre meta konumuna bağlanacaktı. Bu da bizim hedeflediğimiz ürün olmayacaktı.
Aromatik halkaya iki grup bağlı ise üçüncü grup halkayı elektronca aktive eden gruba göre halkaya bağlanır. Örneğin meta-klorbenzofenona bir metil grubu bağlamak istediğimizde klorun halkayı elektronca aktive etmesinden dolayı klora göre yönlenme yapılır.

Aromatik Hidrokarbonların Reaksiyonları

Benzen ve diğer aromatik hidrokarbonlar, olağanüstü kararlı bileşiklerdir.
Doymamış yapıda hidrokarbonlar olmasına rağmen, alkenlerin verdiği çoğu tepkimeyi (katılma, yükseltgenme vb) vermezler.
Benzen uygun şartlar altında, halkadaki bir hidrojenin yerine bir başka atom yada grubun geçtiği “yer değiştirme reaksiyonlarını” verirler. Bu reaksiyonlarda aromatik halkaya takılcak grup ile halkadaki hidrojen yer değiştirir.

1-Sandmeyer Reaksiyonu:

Bu reaksiyon ile benzene farkılı sübstitüentler kullanarak farklı gruplar diazonyum tuzu üzerinden takılabilir. Bu reaksiyonda Cu(I) atomu Cu(II)’ye yükseltgenirken halkaya elektron vererek grupların bağlanmasına yardımcı olur. Sandmeyer Reaksiyonu ile aromatik halkaya H, Cl, Br, I, CN, SCN, F, NO2 ve çeşitli aromatik gruplar takılabilir.
Aromatik Hidrokarbonların Reaksiyonları
Diazonyum tuzunun sentezi:

2-Halojenleme Reaksiyonu: Diazonyum tuzu üzerinden

halojen katılabildiği gibi Lewis Asitleri kullanılarak da aromatik halkaya halojen katılabilir.
Aromatik Hidrokarbonların Reaksiyonları

2-Nitrolama ve Sülfolama Reaksiyonu:

Aromatik Hidrokarbonların Reaksiyonları

3-Alkilleme ve Açilleme Reaksiyonu:

Örnek: Benzenden çıkarak aşağıdaki molekülleri sentezleyiniz.
a-brombenzen, b-benzonitril, c-asetofenon, d-benzofenon, e-1-fenil-pentan-1-on(butil-fenil keton), f-4-fenildiazenil-fenol, g-toluen, h-sülfobenzen, i-siklohekzil-benzen, j-2-fenil pentan,
Brombenzen, benzonitril, 4-fenildiazenil-fenol sentezi
Toluen, siklohekzilbenzen, 2-fenil-pentan ve benzensülfonilik Asit Sentezi
Asetofenon, benzofenon, 1-fenilpentan-1-on’un Sentezi
Aromatik Halka üzerindeki grupların birbirlerine dönüşümleri
Aşağıdaki bileşiklerin aromatikliğini belirleyiniz.

…