I. Арены склонны к реакциям, сохраняющим их ароматичность

1. Реакции замещения в ароматическом ядре:

а) галогенирование:

— Н — Cl

t=25˚C AlCl₃(FeCl₃)

+ Сl₂ —————————→ + HCl

хлорбензол

б) нитрование:

— Н — NO₂

K=H₂SO₄(конц.) t=50-60ºC

+ HNO₃ —————————→ + H₂O

[HO—NO₂]

нитробензол

— Н — NO₂

t, K

+ 2HNO₃ ———————→ + 2H₂O

— Н 2[HO—NO₂] — NO₂

1,3 – динитробензол

орто – динитробензол

в) сульфирование:

— Н — SO₃H

t, K

+ H₂SO₄ ————————→ + H₂O

Бензолсульфокислота

г) алкилирование (реакция Фриделя-Крафтса):

— Н — CH₃

t, K

+ СН₃Cl —————→ + HCl

бензол метилбензол

— Н + — CH₂ — CH₃

t; H

+ СH₂ ═ CH₂ ——————→

этен этилбензол

д) ацилирование:

O

//

— H O — C — CH₃

// t, K

+ CH₃— C ————→

- HCl

Cl

хлорангидрид ацетофенон

уксусной кислоты (метилфенилкетон)

2.Реакции в боковой цепи:

а) реакции окисления:

Бензол устойчив к окислению, но легко окисляются его гомологи.

O

//

—— СН₃ —— C

t; K=MnO₂(CrOCl₂)

+ 2[ O ] ———————→ H

− H₂O

бензальдегид

CrOCl₂ называется хромилхлорид.

—— СН₃ + —— СOOH

t; K(H)

+ 3[ O ] ——————→

KМnO₄ ─ H₂O

бензойная кислота

б) галогенирование:

— СН₃ свет —СН₂Сl свет — CHCl₂

(у.ф.облуч.) (у.ф.облуч.)

+ Сl₂ —————→ + Cl₂ —————→ + Cl₂ →

– HCl – HCl

толуол фенилхлорметан фенилдихлорметан

свет — ССl₃

(у.ф.облуч.)

——————→

– HCl

фенилтрихлорметан

II. Реакции, приводящие к нарушению ароматичности.

1. Реакция восстановления (гидрирования) бензола:

СН₂

t, K Н₂С СН₂

+ 3Н₂ ————→

Н₂С СН₂

СН₂

бензол циклогексан

2.Реакция горения:

t

2С₆Н₆ + 15О₂ ———→ 12СО₂↑ + 6Н₂О

3.Галогенирование:

ультрафиолет. СНCl

облуч. ClНС СНCl

+ 3Cl₂ ————→

ClНС СНCl

СНCl

гексахлорциклогексан

Правило замещения в бензольном кольце:

В ароматических углеводородах наблюдается влияние мезомерного эффекта.

Мезомерный эффект (М) – это влияние заместителей, передающееся по сопряженной системе π – связи.

Все заместители, связанные с бензольным кольцом, можно разделить на две группы:

1 .Электродонорные (заместители I ряда, I порядка) ― повышают электронную плотность в сопряженной системе,ориентируют последующие заместители в орто- и пара- положения.

H O

│ ║

К ним относятся: ―NR₂, ―NH₂, ―NHR, ―OH, ―N―C―(пептидная связь), ―С₆Н₅, ―СН₃, ―СН₂R, ―CHR₂, ―CR₃, ―Br, ―Cl, ―I, ―F.

Сила убывает

2. Электроноакцепторные (заместители II ряда, II порядка) ― снижают электронную плотность в сопряженной системе.. Ориентируют последующие заместители в мета – положение.

O O O O O O

// // // // // //

―N, ―C≡N, ―SO₃H, ―C, ―C, ―C, ―C, ―C.

O H R OH OR NH₂

Сила убывает

VII. Отдельные представители и их применение.

1. Бензол – бесцветная жидкость с характерным запахом, не растворим в воде, яд!!! Используется в органическом синтезе для получения красителей, лекарств, анилина, фенола. Прекрасный растворитель.

2. Толуол С₆Н₅СН₃ – бесцветная жидкость, не растворима в воде, обладает слабым наркотическим действием. Используется как сырье для получения красителей и взрывчатых веществ.

3. Нафталин – белые пластинки с точкой плавления 80ºС, не растворимые в воде. Используется для получения красителей, как инсектицидное средство.

4. Антрацен используется для синтеза антрахиноновых красителей.

5. Фенантрен входит в состав многих гетероциклических соединений:

6. Нитробензол С₆H₅NO₂ - тяжелая желтоватая жидкость с запахом горького миндаля, используется в органическом синтезе.

7. Анилин С₆Н₅NH₂ – бесцветная маслянистая жидкость, малорастворимая в воде. Горит с образованием оксида углерода (IV), воды, азота:

2С₆H₅NH₂ + 15,5O₂ ——→ 12CO₂↑ + 7H₂O + N₂↑

Используют анилин для получения анилиновых красителей.

Дата добавления: 2013-12-12