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Alquilarenos

En la posición bencílica es relativamente fácil crear excesos o defectos de electrones porque la nube π del anillo aromático se encargará de deslocalizarlos.

El carbono unido al anillo aromático, ya sea un centro carbocatiónico, radical o carbanión, adopta una hibridación sp2 y el orbital p «sobrante» se conjuga con los orbitales π del anillo.

Las reacciones que transcurren por medio de un carbocatión, radical o carbanión bencílico son más fáciles de lo esperado.

Carbocatión, radical y carbanión bencílicos: el orbital p del carbono bencílico se conjuga con los orbitales p del anillo

Halogenación bencílica

El benceno y la piridina no reaccionan con Br₂ con calor o luz

Los compuestos aromáticos como el benceno o la piridina no reaccionan con bromo sin catalizador, como lo haría un alqueno (adición) o un alcano (halogenación radicálica).

Pulsa aquí para recordar la adición de halógenos a alquenos.

Pulsa aquí para recordar la halogenación de alcanos.

El tolueno y la metilpiridina sí reaccionan, pero a través del grupo metilo (halogenación radicálica) y con especial facilidad.

El tolueno y la metilpiridina se broman en el metilo con Br₂ y calor o luz y dan el derivado CH₂Br

La halogenación en la posición bencílica es especialmente favorable. Cuesta menos energía que sobre un carbono alquílico «normal». Los enlaces C–H de la posición bencílica son más débiles de lo esperado.

Halogenación radicálica bencílica: el radical X· arranca un H del metilo (ΔH° = 87 kcal/mol) y el radical bencilo, estabilizado por el anillo, reacciona con X₂
Formas resonantes del radical bencilo: el electrón desapareado se deslocaliza por las posiciones orto y para del anillo

Sustitución nucleófila

Solvólisis de tosilatos en etanol: el tosilato bencílico (PhCH₂) reacciona 100 veces más deprisa que el de etilo

La solvólisis de un tosilato es más rápida en posición bencílica, porque probablemente transcurre a través de un carbocatión bencílico mucho menos inestable de lo normal.

Pulsa aquí para recordar la sustitución nucleófila alifática.

Formas resonantes del carbocatión bencilo: la carga positiva se deslocaliza por las posiciones orto y para del anillo

Desprotonación (acidez)

Desprotonación del tolueno (pKa = 41) con butil-litio: se forma bencil-litio y butano (pKa = 50)

El tolueno puede perder un protón del metilo, que es un carbono sp3 aparentemente normal, por acción de una base fuerte como un alquil-litio, cuyos carbonos también son sp3.

El pKa del tolueno es 9 unidades inferior al del butano (el tolueno es 109 veces más ácido que el butano) porque el carbanión bencílico está estabilizado por resonancia con el anillo aromático. Por ello la desprotonación se produce con menos dificultad.

Formas resonantes del carbanión bencilo: la carga negativa se deslocaliza por las posiciones orto y para del anillo

Oxidación bencílica

Los procesos de oxidación ocurren con mucha frecuencia a través de radicales libres. Por ello son especialmente fáciles en la posición bencílica.

Oxidación selectiva con MnO₂ en acetona: solo el alcohol bencílico se oxida a cetona; el alcohol primario no bencílico no se altera
Oxidación enérgica con KMnO₄: el 1-metil-4-propilbenceno da ácido tereftálico (ácido benceno-1,4-dicarboxílico), porque la oxidación ocurre en las posiciones bencílicas

Hidrogenólisis bencílica

Puede lograrse la hidrogenólisis selectiva de grupos unidos a la posición bencílica de un anillo aromático como, por ejemplo, un éter.

Hidrogenólisis con H₂ y Pd/C: se rompe selectivamente el éter bencílico y se conserva el éter no bencílico