Арены (ароматические у/в)
СnH2n-6 c>6 C6H5-фенил
1. Строение: sp2 гибридизация, единая П-система
< [pic] [pic] 120 C, l |C-C| = 0,14 нм, короче одинарных |C-C| = 0,154 нм, но длиннее двойных |C-C| =0,132нм
Или не обеспечивает р-р KMnO4, Br2, воду
2 [pic] . Изомерия –положение нескольких заместителей
[pic] [pic] [pic] [pic] С-СН3 С-СН3 С-СН3
С-СН3 С-СН2-СН3 С-СН3
С-СН3
С-СН3
Метилбензол этилбензол 1,2-диметилбензол 1,3- диметилбензол 1,4-диме-
Толуол орто-ксилол мета-ксилол тилбензол
пара-ксилол
Атомы в ароматическом кольце номеруют,начиная от старшего заместителя к младшему (1-метил-2-этилбензол, номерация по короткому пути.
3. Физические свойства – Ж, с 3 плохо р в Н2О,но хорошо в органических р-лях
4. Способы получения:
-в промышленности из нефти и каменноугольной смолы
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] - синтетический – 2 группы : получение ароматического кольца и введение в кольцо у/заместителя Pt,300
[pic] 1. дегидрирование циклогексана +3H2
2. ароматизация (дегидроцклоризация) алканов
[pic]
СН3-СН2-СН2-СН2-СН2-СН3 t,Pt +4Н2
[pic] Бензол С-СН3
СН3-СН2-СН2-СН2-СН2-СН2-СН3 t, Pt +4Н2
Толуол
3. тримеризация ацетилена
[pic]
[pic] 3С2Н2 t, C
4. Синтез Вюрца - введение у/заместителя в ароматическое кольцо
[pic] [pic] -Br -CH2-CH3
+ Br-CH2-CH3+2Na +2NaBr
5. Алкилирование
[pic] [pic] H3PO4
+СН2= СН2 С-СН2-СН3
[pic]
[pic] АlCl3
+ СН3Сl -CH3 +HCl
[pic]
[pic] [pic] H3PO4 CH3
[pic] +СН3-CH= СН2 C-CH
CH3
5. Химические свойства аренов.
1. Реакции замещения (электрофильный механизм)
[pic] 1) галогенирование Br2(кат. FeBr3), Cl2(кат FeCl3)
[pic] [pic] -CH3 FeBr3 C-CH3 C-CH3
+Br2 -Br +
[pic]
[pic] Орто-бромтолуол Br Пара-бромтолуол
[pic] C-Cl
+Сl2 +HCl хлорбензол
2). Нитрование
[pic] [pic]
H2SO4 C-NO2
+ HNO3 + H2O нитробензол
[pic] [pic]
С-NO2 NH2
+ HNO3 анилин
[pic] C-CH3
[pic] [pic] С-СН3 C-CH3 Пара-нитротолуол
+ HNO3 -NO2 +
С-NO2
Орто-нитротолуол
3) Ацилирование
[pic] [pic] C-C-CH3
+CH3 –C =O || + HCl
| O
Cl
Место вступления нового заместителя определяется природой уже имеющегося в ароматическом ядре заместителя
-заместители 1 рода – группы атомов, способных отдавать электроны –R (-CH3, -C2H5 и т.д) –OH,-NH2, ориентируют новый заместитель в орто- и пара- положение (2,4,6),повышают скорость реакции, облегчают реакции замещения.
[pic] [pic] - заместители 2 рода – оттягивают электроны от бензольного кольца –CF3 (трифторометилбензол) –С=О (бензойная к-та) –NO2(нитробензол) –С=О (бензальдегид)
[pic] R ОН Н
-SO3H, -C=O , ориентируют новый заместитель в мета- положение.
C-CH3 H2SO4 [pic] [pic] C-СН3
+ 3HNO3 О2N -NO2 + 3H2O
С-NO2
тринитротолуол
2. Реакции присоединения
1) присоединение к бензольному кольцу, образуется циклогексан или его производные
[pic] [pic] А. гидрирование
[pic]
[pic] [pic] [pic] [pic] +3H2 циклогексан
[pic]
Б. хлорирование
[pic]
3Cl2 = гексахлоргексан
2) Реакции по алкильному заместителю
[pic] [pic] C-CH2-CH3 C-CHCl –CH3
[pic] +Cl2 свет +HCl
[pic] [pic] C-CH3 C-COOH
5 +6KMnO4 + 9H2SO4 5 + 3K2SO4 + 6KMnSO4 + 14H2O
Бензойная кислота
6.Применение
1. анилин (красители)
2. полимеры (стирол –C6H5-CH=CH2)
3.фенол (C6H5OH)
4. взрывчатые вещества (2,4,6-тринитротолуол, тол, тротил)
5. бензойная кислота (C6H5-COOH)
Входит в состав брусники, клюквы
6. терефталевая кислота для получения полиэфирного волокна-лавсана
7.Окисление
5C6H5-CH3+KMnO4+9H2SO4 6MnSO4+3K2SO4+ 5C6H5-C-OH +H2O
||
+5e OH
5 Mn+7 Mn+2
Окислитель -6e
6 С-3 C+3
Восстановитель
