1636661139

Rozdział

Węglowodory aromatyczne i związki heterocykliczne

Struktura benzenu, charakter aromatyczny i teoria rezonansu

Benzen jest znany już od 1825 roku. Został odkryty przez Faradaya w cylindrach, w których przechowywał on acetylen, lub jak twierdzą inni, w przewodach londyńskiej gazowej sieci oświetleniowej. Od tego czasu jego właściwości chemiczne i fizyczne były przedmiotem bardzo wielu badań. Dopiero jednak w latach trzydziestych XX wieku ugruntowała się teoria opisująca strukturę tego związku.

Benzen ma wzór sumaryczny C<;H₆, w wyniku podstawienia jednego z atomów węgla można otrzymać zawsze tylko jeden produkt C₆H₅Y. Oznacza to, że wszystkie atomy wodoru muszą być równocenne. Za odkrywcę, współcześnie znanej i akceptowanej, pierścieniowej struktury benzenu uważany jest niemiecki chemik August Kekule. Istotnym i nowatorskim podejściem Kekulego było zaproponowanie struktury dynamicznej, w której następowało ciągłe przemieszczanie się podwójnych wiązań. Pozwoliło to wyjaśnić m.in., dlaczego nie istnieją dwa izomeryczne 1,2-di-bromobenzeny (por. rys. 3.1.). Zakładając równoceność wszystkich wiązań i wszystkich atomów węgla w benzenie, Kekule, w podręczniku wydanym w roku 1867, przewidywał istnienie trzech izomerów benzenu podstawionych w pozycjach 1,2; 1,3 oraz 1,4. Potwierdził to przypuszczenie, w latach 1869-1874, Wilhelm Kórner, jego uczeń, który nazwał te izomery odpowiednio orto, meta i para.

Friedrich August Kekule von Stradonitz w roku 1858 wysunął hipotezę łańcuchowej budowy związków organicznych oraz czterowiązalności atomów węgla. Teoria ta równolegle została przedstawiona przez A.S. Coupera. W roku 1865 Kekule zaproponował pierścieniową strukturę benzenu, która to miała mu się przyśnić. Drzemiąc w omnibusie lub — w innej wersji — w fotelu nad podręcznikiem, miał widzieć