Chimie organique/Hydrocarbures aromatiques

Les hydrocarbures aromatiques contiennent des atomes d'hydrogène et de carbone sous forme cyclique.Ce sont des composés insaturés à cause des liaisons doubles. Tous les hydrocarbures aromatiques sont basés sur le benzène (C₆H₆. Ils sont osmophores (porteurs d'un odeur) et présentent un caractère toxique plus ou moins élevé. Ils doivent être manipulés avec précaution. Les hydrocarbures aromatiques se rencontrent à l'état naturel soit dans le pétrole, soit dans les houilles grasses; où ils peuvent être séparés du charbon par distillation.

Un exemple: le benzène

Le benzène C₆H₆ est un bon exemple de configuration d'hydrocarbure cyclique comportant 3 doubles liaisons.

Dans la molécule de benzène, plane, les six atomes de carbone constituant le cycle sont reliés par des liaisons conjuguées: les six électrons sp sont délocalisés sur l'ensemble des six atomes de carbone. Ainsi, on parle de «nuage électronique délocalisé». Cette configuration symétrique est très stable. La molécule de benzène présente donc deux formes mésomères limites qui, ni l'une ni l'autre ne représentent réellement la véritable forme de la molécule. ainsi, dans le benzène, les six liaisons sont identiques et présentent une longueur intermédiaire entre les liaisons simple et double. L'angle de liaison est de 120°, strictement égal à celui d'une double liaison idéale (hybridation sp2), à comparer avec l'angle de 109°28' d'une liaison simple (hybridation sp3, comme dans le cyclohexane)

Conditions d'aromaticité et stabilité

Tout système cyclique présentant des doubles liaisons conjuguées peut être considéré comme aromatique. La condition est connue sous nom de règle de Hückel, qui spécifie que le système doit comporter 4n+2 électrons délocalisés sur le cycle. de plus, le cycle doit être plan.

Ainsi, le benzène (6 électrons) est aromatique. Le cyclooctatraène (8 électrons) ne l'est pas.

Quelle différence ? Un système aromatique est fortement stabilisé. Toute réaction qui passera d'un système non aromatique à un système aromatique sera grandement facilité tandis que le contraire sera nettement plus difficile.

Propriétés chimiques

Les noyaux aromatiques sont riches en électron. Ainsi, les réactions principales ne seront pas les substitutions nucléophiles comme dans le cas des alcanes, mais des substitutions électrophiles. Les réactions d'addition sur les doubles liaisons sont très difficiles, cette addition menant à une perte d'aromaticité. De même, l'hydrogénation du cycle est faisable, mais nettement plus difficile que celle d'une double liaison. De fait, il est quasiment impossible d'hydrogéner partiellement le cycle benzénique (les conditions permettant de commencer cette réduction étant nettement plus dures que celles nécessaires à la réduction du cyclohexadiène). Une exception notable est la Réduction de Birsch.

Réactions

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