Kohlenwasserstoffe sind nur Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff und können in zwei Arten unterteilt werden: aliphatische Kohlenwasserstoffe und aromatische Kohlenwasserstoffe. Letztere besitzen eine Mehrfachbindung sowie eine spezielle Art der Stabilisierung, die Aromatizität genannt wird, die ihre chemische Wechselwirkung verändert. Toluol und Xylol sind aromatische Kohlenwasserstoffe, Derivate des Benzols, mit der chemischen Formel C6H6. Skelettkohlenstoffatome in Benzol bilden etwas, das einem Riesenrad ähnelt, wobei die sechs Wasserstoffatome den Autos entsprechen. Benzol wandelt sich durch Substitution von Wasserstoffatomen durch Methylgruppen (CH3-) in Toluol und Xylol um.
Toluol und Xylol unterscheiden sich in ihrem Methylsubstitutionsgrad. In Toluol wird nur ein Wasserstoffatom durch ein Methyl ersetzt, das die chemische Formel C6H5CH3 hat. Obwohl ein Benzolring sechs Kohlenstoffatome enthält, sind sie chemisch alle gleich, wie die Symmetrie vermuten lässt. Aus diesem Grund spielt es keine Rolle, an welchem Kohlenstoff die Methylgruppe hängt, da das Ergebnis in jedem Fall das gleiche ist. Die Ringkohlenstoffatome des Toluols müssen nicht nummeriert werden, da jedes Toluolmolekül identisch ist, was die Verarbeitung vereinfacht, da keine Isomere zu trennen sind.
Xylol ist disubstituiertes Benzol mit zwei Methylgruppen, die zwei Wasserstoffatome ersetzen. Es gibt tatsächlich drei verschiedene Arten oder Isomere von Xylol. Atome im Benzolringteil der Struktur werden als eins bis sechs bezeichnet. Beginnend mit dem oberen Ringkohlenstoff und im Uhrzeigersinn gehend, sind die drei Sorten ortho-Xylol oder 1-Dimethylbenzol; meta-Xylol oder 2-Dimethylbenzol; und para-Xylol oder 1-Dimethylbenzol. Der Benzolringteil jeder Struktur wird mit C3H1,4 geschrieben.
Benzol besitzt für viele Anwendungen hervorragende Lösungsmitteleigenschaften. Leider schädigt Benzol die Fähigkeit des Körpers, Infektionen abzuwehren, und ist eng mit der Entwicklung von Leukämie bei Arbeitern verbunden. Toluol und Xylol sind als Ersatzlösungsmittel für Benzol besonders wichtig. Diese Stoffe werden nicht nur als Lösungsmittel verwendet; wie die bekannten buchstaben „TNT“ andeuten, wird toluol bei der herstellung des leistungsstarken sprengstoffs trinitrotoluol verwendet. Ein weiteres nützliches Toluol-Derivat wird durch einfache Oxidation seiner Methylgruppe hergestellt, was zu Benzoesäure führt, einem kommerziell wichtigen Konservierungsmittel.
Die Xylole können zusammen als „Xylol“ oder „gemischte Xylole“ oder einzeln verwendet werden. Wie bei Benzol und Toluol werden Xylole als Lösungsmittel verwendet. Bei der Synthese können die Methylseitenketten der ortho- und para-Isomere von Xylol oxidiert werden, um die wichtigen Dicarbonsäuren Terephthalsäure und Orthophthalsäure zu bilden. Phthalsäuren werden bei der Herstellung von Polyestern, Alkydharzen und Weichmachern verwendet. Sie werden auch bei der Herstellung von Spezialchemikalien wie Anthrachinon und Phenolphthalein verwendet.