Дослiд 7.7. Отримання бензолсульфокислоти

Реактиви та матеріали:	бензол, сiрчана кислота (d=1,84 г/см3)
Обладнання:	водяна баня.

У пробірку вміщують 3 краплі бензолу й 5 крапель концентрованої сульфатної кислоти. Вміст пробірки нагрівають на водяній бані при постійному збовтуванні реакційної суміші. Після отримання однорідного розчину виливають сульфомасу в пробірку з 10 краплями холодної води. Якщо сульфування закінчено повністю, утворюється прозорий розчин, оскільки сульфокислоти розчинні у воді.

Окиснення аренів

Незаміщені ароматичні вуглеводні дуже стійкі щодо різних окисників (перманганат калію, триоксид хрому, нітратна кислота), але кисень повітря в присутності V₂O₅ окиснює бензол в малеїновий ангідрид з гарним виходом:

а нафталін – у фталевий ангідрид:

Гомологи бензолу при дії окисників (KMnO₄, HNO₃, CrO₃) перетворюються в ароматичні кислоти. Боковий ланцюг у гомологів бензолу легко окиснюється при кип'ятінні з розведеною HNO₃ (1 об'єм концентрованої HNO₃ густиною 1,4 г/см³ на 2-3 об'єми води). При наявності декількох бокових ланцюгів нітратна кислота більшою частиною окиснює тільки одну алкільну групу, наприклад з о-ксилолу отримують о-толуїлову кислоту:

Легкість окиснення залежить від їх взаємного розташування, так, наприклад, п-ізомер окиснюється легше м-ізомеру.

Окиснення бокового ланцюга залежить також від характеру замісників у ядрі. Так, п-нітротолуол легше окиснюється в п-нітробензойну кислоту, ніж толуол в бензойну кислоту.

Найбільше практичне значення має каталітичне окиснення ароматичних вуглеводнів з боковим ланцюгом. При пропусканні парів толуолу й інших гомологів бензолу в суміші з киснем над V₂O₅ при 400-500°C утворюються відповідні альдегіди:

Якщо реакцію окиснення проводити в присутності лугів при 210°С й підвищенні тиску, толуол й етилбензол окиснюються в бензойну кислоту.

Для отримання фенолу використовується рідиннофазове окиснення кумолу киснем повітря в присутності мідних або марганцевих каталізаторів. Гідропероксид кумолу, що утворився, розкладають сульфатною кислотою на фенол й ацетон:

Дослiд 7.8. Окиснення гомологiв бензолу

Реактиви та матеріали:	толуол, перманганат калiю (0,1Н розчин), сiрчана кислота (2Н розчин)
Обладнання:	пробiрки, пiпетка

В пробiрку вiдбирають пiпеткою 3 краплi води, краплю роз­чину перманганату калiю i краплю розчину сульфатної кислоти. Потiм додають краплю толуолу i енергiйно струшують протягом 1-2 хв. Рожеве забарвлення поступово зникає, i розчин знебарвлюється.

толуол бензойна кислота

Контрольнi запитання

1. Вкажiть, як можна розрiзнити гексан, гексен i бензол. Напишiть рiвняння реакцiй.

2. Як можна розрiзнити: бензол i толуол; бензол i нiтробензол?

3. Напишiть структурнi формули сполук: етилбензол; толуол; стирол; о-хлор-нiтро-бензол; п-толуолсульфокислота (п-сульфокислота); хлорбензол; 1-хлор-2-нiтро-4-сульфобензол.

4. Назвiть сполуки:

5. Напишiть формули двох сполук, якщо при їхньому окисненнi отримали: з однiєї - бензойну кислоту, з другої - п-C₆H₄(COOH)₂.