aromatische Verbindungen

aromatische Verbindungen,

 

Aromaten, ursprüngliche Bezeichnung für einige aus Pflanzen isolierte Benzolderivate mit angenehm aromatischem Geruch (z. B. Zimtsäure, Vanillin), heute für zyklische organische Verbindungen mit konjugierten Doppelbindungen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die π-Bindungen (Doppelbindung) nicht nur jeweils zwischen zwei benachbarten C-Atomen ausgebildet werden, sondern über das gesamte Ringsystem gleichmäßig verteilt (delokalisiert) sind. Einfach- und Doppelbindungen sind dadurch in derartigen aromatischen Ringsystemen gleichwertig oder zumindest stark angeglichen. Nach E. Hückel (1931) tritt eine Delokalisierung der π-Elektronen jeweils bei zyklischen Systemen mit (4n + 2) π-Elektronen (= Anzahl der C-Atome) auf (n = 1, 2, 3...), also bei Benzol (6 C-Atome), Cyclodecapentaen (10 C-Atome) usw. Besonders wichtig sind aromatische Verbindungen, die sich vom Benzol ableiten (benzoide aromatische Verbindungen). - Der aromatische Zustand wird durch mesomere Grenzformen (Mesomerie) oder nach R. Robinson (1925) durch einen Kreis beziehungsweise eine Schleife im Formelbild dargestellt. Aromatizität können auch zyklische Verbindungen mit Heteroatomen zeigen (z. B. Pyridin). Sie werden als Heteroaromaten bezeichnet.

 

Aromatische Ringsysteme sind besonders stabil. Im Gegensatz zu Alkenen, die bevorzugt Additionsreaktionen eingehen, laufen mit aromatischen Verbindungen bevorzugt Substitutionsreaktionen unter Erhaltung des aromatischen Ringsystems ab (z. B. Friedel-Crafts-Reaktion, Nitrierung, Sulfonierung). Als Aromaten im engeren Sinn (Arene) werden meist nur die mono- und polyzyklischen Kohlenwasserstoffe bezeichnet, nicht aber ihre Substitutionsprodukte mit funktionellen Gruppen (z. B. —Cl, —OH, —NH₂). Besondere technische Bedeutung haben Benzol, Toluol und die Xylole (BTX-Aromaten), die aus aromatenreichen Benzinfraktionen (Reformat, Pyrolysebenzin) isoliert werden; kondensierte Aromaten bestehen aus mehreren Ringen, wobei benachbarte Ringe jeweils zwei gemeinsame C-Atome haben. Wichtige Vertreter wie Naphthalin und Anthracen werden aus Steinkohlenteer isoliert.