Grupo fenilo

Grupo radical fenil

En química orgánica, el grupo fenilo, o anillo de fenilo, es un grupo cíclico de átomos con la fórmula C₆H₅, y suele representarse con el símbolo Ph. 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. El grupo fenilo tiene seis átomos de carbono unidos en un anillo plano hexagonal, cinco de los cuales están unidos a átomos de hidrógeno individuales, con el carbono restante unido a un sustituyente. Los grupos fenilo son comunes en química orgánica. Aunque a menudo se representa con enlaces dobles y simples alternados, el grupo fenilo es químicamente aromático y tiene enlaces de igual longitud entre los átomos de carbono en el anillo.

Nomenclatura

Por lo general, un "grupo fenilo" es sinónimo de C₆H₅− y se representa con el símbolo Ph o, arcaicamente, Φ. El benceno a veces se denota como PhH. Los grupos fenilo generalmente están unidos a otros átomos o grupos. Por ejemplo, el trifenilmetano (Ph₃CH) tiene tres grupos fenilo unidos al mismo centro de carbono. Muchos o incluso la mayoría de los compuestos de fenilo no se describen con el término "fenilo". Por ejemplo, el derivado del cloro C₆H₅Cl normalmente se llama clorobenceno, aunque podría llamarse cloruro de fenilo. En casos especiales (y raros), se detectan grupos fenilo aislados: el anión fenilo (C₆H₅⁻), el catión fenilo (C₆H₅⁺), y el radical fenilo (C₆H₅^•).

Aunque Ph y fenilo denotan únicamente C₆H₅−, los derivados sustituidos también se describen usando la terminología de fenilo. Por ejemplo, C₆H₄NO₂− es nitrofenilo, y C₆F_{5< /sub>− es pentafluorofenilo. Los grupos fenilo monosustituidos (es decir, bencenos disustituidos) están asociados con reacciones de sustitución aromática electrófila y los productos siguen el patrón de sustitución de areno. Entonces, un compuesto de fenilo sustituido dado tiene tres isómeros, orto (disustitución en 1,2), meta (disustitución en 1,3) y para (disustitución en 1,4). Un compuesto de fenilo disustituido (benceno trisustituido) puede ser, por ejemplo, 1,3,5-trisustituido o 1,2,3-trisustituido. Existen grados más altos de sustitución, de los cuales el grupo pentafluorofenilo es un ejemplo, y se nombran de acuerdo con la nomenclatura IUPAC.}

Etimología

Phenyl se deriva de la palabra francesa phényle, que a su vez deriva del griego φαίνω (phaino ), "brillante", ya que los primeros compuestos de fenilo mencionados fueron subproductos de la fabricación y refinación de varios gases utilizados para la iluminación. Según McMurry, "La palabra se deriva del griego pheno ("I bear light"), que conmemora el descubrimiento del benceno por Michael Faraday en 1825 a partir del residuo aceitoso dejado por el gas de iluminación. utilizado en las farolas de Londres."

Estructura, unión y caracterización

Los compuestos de fenilo se derivan del benceno (C₆H₆), al menos conceptualmente y, a menudo, en términos de su producción. En cuanto a sus propiedades electrónicas, el grupo fenilo está relacionado con un grupo vinilo. Generalmente se considera un grupo de extracción inductiva (-I), debido a la mayor electronegatividad de los átomos de carbono sp², y un grupo donador de resonancia (+M< /i>), debido a la capacidad de su sistema π de donar densidad electrónica cuando la conjugación es posible. 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 mayor estabilidad en comparación con los enlaces equivalentes en los grupos alifáticos (no aromáticos). Esta mayor estabilidad se debe a las propiedades únicas de los orbitales moleculares aromáticos.

La longitud de los enlaces entre los átomos de carbono en un grupo fenilo es de aproximadamente 1,4 Å.

En la espectroscopia ¹H-NMR, los protones de un grupo fenilo suelen tener desplazamientos químicos de alrededor de 7,27 ppm. Estos cambios químicos están influenciados por la corriente del anillo aromático y pueden cambiar dependiendo de los sustituyentes.

Preparación, ocurrencia y aplicaciones

Los grupos fenilo generalmente se introducen usando reactivos que se comportan como fuentes del anión fenilo o del catión fenilo. Los reactivos representativos incluyen fenillitio (C₆H₅Li) y bromuro de fenilmagnesio (C₆H₅MgBr). Los electrófilos son atacados por el benceno para dar derivados de fenilo:

C₆H₆ + E⁺ → C₆H₅E + H⁺

donde E⁺ (el "electrófilo") = Cl⁺, NO₂^{+, SO₃. Estas reacciones se denominan sustituciones aromáticas electrófilas.}

• Compuestos representativos que contienen grupos de fenil
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  Atorvastatina (Lipitor), un medicamento de bloqueo con dos fenilo y uno p- Grupos de fluorofenilo. Se utiliza para reducir el colesterol en personas con hipercolesterolemia.

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  Fexofenadine (Allegra, Telfast), otro medicamento de blockbuster, que cuenta con un grupo de diphenylmethyl y un p-fenileno (C)₆H₄) grupo. Es un antihistamínico usado para tratar alergias.

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  Fenilalanina, un aminoácido común.

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  Bifenilo, compuesto por dos grupos de fenil. Los dos anillos tienden a no ser coplanar.

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  Clorobenceno (o cloruro de fenilo), un solvente.

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 "BTX" que consiste en benceno, tolueno y xileno, todos los cuales son componentes básicos de los compuestos de fenilo. El poliestireno polimérico se deriva de un monómero que contiene fenilo y debe sus propiedades a la rigidez e hidrofobicidad de los grupos fenilo. Muchas drogas, así como muchos contaminantes, contienen anillos de fenilo. Uno de los compuestos más simples que contienen fenilo es el fenol, C₆H₅OH. A menudo se dice que la estabilidad de resonancia del fenol lo convierte en un ácido más fuerte que la de los alcoholes alifáticos como el etanol (pKa = 10 frente a 16–18). Sin embargo, una contribución significativa es la mayor electronegatividad del carbono sp² alfa en el fenol en comparación con el sp³ carbono alfa en alcoholes alifáticos.