En química orgánica , el grupo fenilo , o anillo de fenilo , es un grupo cíclico de átomos con la fórmula C6H5 , y a menudo se representa con el símbolo Ph ( arcaicamente φ ) o Ø . El grupo fenilo está estrechamente relacionado con el benceno y puede verse como un anillo de benceno, menos un hidrógeno, que puede ser reemplazado por algún otro elemento o compuesto para servir como grupo funcional . Un grupo fenilo tiene seis átomos de carbono unidos entre sí en un anillo plano hexagonal , cinco de los cuales están unidos a átomos de hidrógeno individuales, y el carbono restante está unido a un sustituyente . Los grupos fenilo son comunes en química orgánica . [1] Aunque a menudo se representa con enlaces dobles y simples alternados, el grupo fenilo es químicamente aromático y tiene longitudes de enlace iguales entre los átomos de carbono en el anillo. [1] [2]
Por lo general, un "grupo fenilo" es sinónimo de C 6 H 5 − y se representa con el símbolo Ph (arcaicamente, Φ ), o Ø. El benceno a veces se denota como PhH. Los grupos fenilo generalmente están unidos a otros átomos o grupos. Por ejemplo, el trifenilmetano ( Ph 3 CH ) tiene tres grupos fenilo unidos al mismo centro de carbono. Muchos o incluso la mayoría de los compuestos fenilo no se describen con el término "fenilo". Por ejemplo, el derivado de cloro C 6 H 5 Cl normalmente se llama clorobenceno , aunque podría llamarse cloruro de fenilo. En casos especiales (y raros), se detectan grupos fenilo aislados: el anión fenilo ( C 6 H−5), el catión fenilo ( C 6 H+5), y el radical fenilo ( C
6yo•
5).
Aunque Ph y fenilo denotan únicamente C 6 H 5 − , los derivados sustituidos también se describen utilizando la terminología de fenilo. Por ejemplo, C 6 H 4 NO 2 − es nitrofenilo y C 6 F 5 − es pentafluorofenilo. Los grupos fenilo monosustituidos (es decir, bencenos disustituidos) están asociados con reacciones de sustitución aromática electrofílica y los productos siguen el patrón de sustitución de areno . Por lo tanto, un compuesto de fenilo sustituido dado tiene tres isómeros, orto (1,2-disustitución), meta (1,3-disustitución) y para (1,4-disustitución). Un compuesto de fenilo disustituido (benceno trisustituido) puede ser, por ejemplo, 1,3,5-trisustituido o 1,2,3-trisustituido. Existen grados superiores de sustitución, de los cuales el grupo pentafluorofenilo es un ejemplo, y se nombran de acuerdo con la nomenclatura de la IUPAC.
El término fenilo se deriva del francés phényle , que a su vez deriva del griego φαίνω (phaino) 'brillante', ya que los primeros compuestos fenílicos nombrados fueron subproductos de la fabricación y refinación de varios gases utilizados para la iluminación . [3] Según McMurry, "La palabra se deriva del griego pheno 'yo llevo la luz', en conmemoración del descubrimiento del benceno por Michael Faraday en 1825 a partir del residuo aceitoso que dejaba el gas de iluminación utilizado en las farolas de Londres". [4]
Los compuestos fenilo se derivan del benceno ( C 6 H 6 ), al menos conceptualmente y a menudo en términos de su producción. En términos de sus propiedades electrónicas, el grupo fenilo está relacionado con un grupo vinilo . Generalmente se considera un grupo de atracción inductiva (- I ), debido a la mayor electronegatividad de los átomos de carbono sp 2 , y un grupo donador de resonancia (+ M ), debido a la capacidad de su sistema π para donar densidad electrónica cuando es posible la conjugación. [5] El grupo fenilo es hidrófobo . Los grupos fenilo tienden a resistir la oxidación y la reducción. Los grupos fenilo (como todos los compuestos aromáticos) tienen una estabilidad mejorada en comparación con el enlace equivalente en grupos alifáticos (no aromáticos). Esta mayor estabilidad se debe a las propiedades únicas de los orbitales moleculares aromáticos . [2]
Las longitudes de enlace entre los átomos de carbono en un grupo fenilo son aproximadamente 1,4 Å . [6]
En la espectroscopia de RMN de 1 H , los protones de un grupo fenilo suelen tener desplazamientos químicos de alrededor de 7,27 ppm. Estos desplazamientos químicos están influenciados por la corriente del anillo aromático y pueden cambiar según los sustituyentes.
Los grupos fenilo se introducen habitualmente utilizando reactivos que se comportan como fuentes del anión fenilo o del catión fenilo. Los reactivos representativos incluyen fenil-litio ( C 6 H 5 Li ) y bromuro de fenilmagnesio ( C 6 H 5 MgBr ). Los electrófilos son atacados por el benceno para dar derivados de fenilo:
donde E + (el "electrófilo") = Cl + , NO+2, SO 3 . Estas reacciones se denominan sustituciones aromáticas electrofílicas .
Los grupos fenilo se encuentran en muchos compuestos orgánicos, tanto naturales como sintéticos (ver figura). El más común entre los productos naturales es el aminoácido fenilalanina , que contiene un grupo fenilo. Un producto importante de la industria petroquímica es el " BTX ", que consiste en benceno, tolueno y xileno, todos los cuales son bloques de construcción para los compuestos de fenilo. El polímero poliestireno se deriva de un monómero que contiene fenilo y debe sus propiedades a la rigidez e hidrofobicidad de los grupos fenilo. Muchos medicamentos, así como muchos contaminantes, contienen anillos de fenilo. Uno de los compuestos más simples que contienen fenilo es el fenol , C 6 H 5 OH . A menudo se dice que la estabilidad de resonancia del fenol lo convierte en un ácido más fuerte que el de los alcoholes alifáticos como el etanol ( p Ka = 10 frente a 16-18). Sin embargo, una contribución significativa es la mayor electronegatividad del carbono alfa sp 2 en el fenol en comparación con el carbono alfa sp 3 en los alcoholes alifáticos. [7]
Medios relacionados con el grupo fenilo en Wikimedia Commons