Hidrokarbon adalah senyawa karbon dan hidrogen saja dan dapat dibagi menjadi dua jenis: hidrokarbon alifatik dan hidrokarbon aromatik. Yang terakhir memiliki ikatan ganda ditambah jenis stabilisasi khusus yang disebut aromatisitas, yang mengubah cara mereka berinteraksi secara kimia. Toluena dan xilena adalah hidrokarbon aromatik, turunan dari benzena, dengan rumus kimia C6H6. Kerangka atom karbon dalam benzena membentuk apa yang menyerupai roda Ferris, dengan enam atom hidrogen yang sesuai dengan mobil. Perubahan benzena menjadi toluena dan xilena melalui substitusi atom hidrogen oleh gugus metil (CH3-).
Toluena dan xilena berbeda dalam derajat substitusi metilnya. Hanya satu atom hidrogen yang digantikan oleh metil dalam toluena, yang memiliki rumus kimia C6H5CH3. Meskipun ada enam atom karbon dalam cincin benzena, semuanya sama secara kimiawi, seperti yang ditunjukkan oleh simetri. Oleh karena itu, tidak masalah karbon mana yang dilekatkan oleh gugus metil, karena hasilnya sama di setiap contoh. Tidak perlu memberi nomor pada atom karbon cincin toluena, karena setiap molekul toluena identik, yang menyederhanakan pemrosesan, karena tidak ada isomer yang harus dipisahkan.
Xilena adalah benzena tersubstitusi, memiliki dua gugus metil menggantikan dua atom hidrogen. Sebenarnya ada tiga jenis atau isomer xilena. Atom di bagian cincin benzena dari struktur diberi label sebagai satu sampai enam. Dimulai dengan karbon cincin atas dan searah jarum jam, ketiga varietas tersebut adalah orto-xilena, atau 1, 2-dimetilbenzena; meta-xilena, atau 1, 3-dimetilbenzena; dan para-xilena, atau 1,4-dimetil benzena. Bagian cincin benzena dari setiap struktur ditulis C6H4.
Benzena memiliki sifat pelarut yang luar biasa untuk banyak aplikasi. Sayangnya, benzena merusak kemampuan tubuh untuk melawan infeksi dan telah dikaitkan erat dengan perkembangan leukemia pada pekerja. Toluena dan xilena sangat penting sebagai pelarut pengganti benzena. Zat-zat ini tidak hanya digunakan sebagai pelarut; seperti yang ditunjukkan oleh huruf “TNT” yang terkenal, toluena digunakan dalam pembuatan bahan peledak yang kuat, trinitrotoluena. Turunan toluena lain yang berguna diproduksi dengan oksidasi sederhana gugus metilnya, menghasilkan asam benzoat, pengawet yang penting secara komersial.
Xilena dapat digunakan bersama-sama, sebagai “xilol” atau “xilena campuran”, atau dapat digunakan secara terpisah. Seperti dalam kasus benzena dan toluena, xilena digunakan sebagai pelarut. Dalam sintesis, orto- dan para-isomer xilena mungkin memiliki rantai samping metil yang teroksidasi untuk membentuk asam dikarboksilat, asam tereftalat, dan asam ortoftalat yang penting. Asam ftalat digunakan dalam pembuatan poliester, resin alkid dan plasticizer. Mereka juga digunakan dalam pembuatan bahan kimia khusus seperti antrakuinon dan fenolftalein.