Лекция 10. Ароматические у.-в. 23.08.09
.doc
Лекция 10 |
Ароматические углеводороды (арены)
Ароматические углеводороды (арены) – это соединения, имеющие циклическую сопряженную ароматическую систему, что определяет их общие признаки в структуре и химических свойствах.
БЕНЗОИДНЫЕ АРЕНЫ
НЕБЕНЗОИДНЫЕ АРЕНЫ
Физические свойства ароматических углеводородов
Бензол – жидкость с т.кип. 80о; производные бензола – более высоко кипящие жидкости или низкоплавкие твердые вещества.
Многоядерные арены – низкоплавкие твердые вещества.
Все ароматические углеводороды имеют характерный запах.
Способы получения ароматических углеводородов
1. Бензол, толуол, ксилолы, нафталин – продукты каменноугольной смолы (коксование угля).
2. Некоторые сорта нефти содержат бензол и толуол, но основной путь получения аренов из нефти – это её ароматизация: каталитическая циклизация и дегидрирование алканов. Например:
3. Получение алкилбензолов
4. Получение дифенила
5. Получение дифенилметана (по Фриделю-Крафтсу)
Химические свойства ароматических углеводородов
1. Реакции электрофильного замещения (SЕ)
Механизм реакций SЕ:
Влияние заместителей на скорость и направление реакций SЕ.
Различные заместители меняют электронную плотность в бензольном кольце: увеличивают или уменьшают, причем она становится не одинаковой на различных атомах углерода. Это изменяет скорость реакций SЕ и делает её неодинаковой для различных положений цикла.
Особое положение занимают галогены: за счет +М-эффекта они ориентируют реакцию в орто- и пара-положения (как заместители I рода), но их –I-эффект по величине превышает мезомерный, общая электронная плотность в кольца снижается и скорость реакции SE уменьшается.
Ориентация в дизамещенных бензола
1. Согласованная ориентация:
2. При несогласованной ориентации учитываются:
а) влияние более сильно активирующей группы
б) пространственные затруднения
Виды реакций электрофильного замещения
1. Галогенирование
2. Нитрование
3. Сульфирование
Реакции Фриделя-Крафтса
4. Алкилирование
5. Ацилирование
2. Реакции бензола с разрушением ароматической системы
Окисление
Восстановление (гидрирование)
Радикальное хлорирование
3. Реакции боковых цепей алкилбензолов
Радикальное замещение
другие алкилбензолы хлорируются в α-положение:
Окисление
Все моноалкилбензолы при окислении KMnO4 в щелочной среде дают бензойную кислоту:
аналогично:
4. Реакции многоядерных аренов
Реакции дифенилметана
Бензольные кольца дифенилметана изолированы, и по реакционной способности он подобен алкилбензолам (толуол):
Реакции дифенила
Бензольные кольца дифенила сопряжены и почти копланарны. Реакции SE идут поочередно в оба цикла:
Реакции нафталина
Электрофильное замещение
Гидрирование
Окисление
Отдельные представители аренов – см. учебник
ЛИТЕРАТУРА:
1. Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Лузин А.П., Тюкавкина Н.А. – Органическая химия (основной курс) – Дрофа, М., 2003 г., с. 249 – 293.
23.08.09