Дослiд 7.5. Окислення 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 сiрчаної кислоти. Потiм до­дають краплю толуолу i енергiйно струшують протягом 1-2 хв. Рожеве забарвлення поступово зникає, i розчин знебар-влюється.

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 їх окисленнi от­ри­мали: з однiєї - бензойну кислоту, з другої - п-C₆H₄(COOH)₂.

Лабораторна робота 8 галогенопохiднi вуглеводнi Будова, iзомерiя, номенклатура I властивостi

Галогенопохiднi - продукти замiщення атомiв водню у вуглеводнях на атоми галогену (один або декiлька).

За кiлькiстю атомiв галогену в молекулi вони дiляться на моно-, ди-, три- i бiльше галогенопохiднi. Моногалогенопохiднi називають часто галогеналкiлами. За розташуванням атома галогену у вугле­цевому ланцюзi вони подiляються на первиннi, вториннi i третиннi. Якщо атом галогену приєднується до вуглецю, що в свою чергу з’єд­нується тiльки з одним вуглецем, то галогенопохiдне називається пер­винним. Якщо галоген проєднується до вуглецю, зв’язаного з дво­ма iншими атомами вуглецю, галогенопохiдне називають вто­ринним. Якщо галоген стоїть бiля третинного атома вуглецю, галоге­нопохiдне називають третинним. Наприклад:

СН3  СН2  СН2Сl первинний хлористий
пропіл	вторинний	третинний

Галогенопохiднi вуглеводнi називають за номенклатурами:

- тривiальною, або емпiричною, випадковою, яка не вказує на стуктуру сполуки (хлороформ СНСl₃, фторотан CF₃CHClBr);

- рацiональною, або радикально-функцiональною - називають ву­гле­водний радикал i галоген (хлористий етил C₂H₅Cl, хлористий вi­нiл або вiнiлхлорид CH₂=CHCl);

- мiжнародною - нумерують найдовший нерозгалужений лан­цюг атомiв вуг-лецю, починаючи з боку ближчого до галогену, вка­зу­ють цифрою його положення, називають галоген, потiм називають ос­нов­ний вуглеводень, наприклад:

2-хлорбутан	2-бром-3-метилбутан

В IЧ-спектрi смуга поглинання при 800-600 см^-1 характерна для хлорпохiдних, а при 600-500 см^-1 для бром- i йодопохiдних. Галогенопохiднi через бiльшу електро-негативнiсть атомiв галогену є сполуками полярними i, отже, реакцiйноздатними. Галоген у них рухомий, легко замiщується на iншi атоми i групи атомiв. Проте, якщо галоген стоїть бiля вуглецю, зв’язаного подвiйним зв’язком, наприклад СН₂=СНСl, то внаслiдок спряження неподiленої елек­тронної пари з близько розташованими -електронами подвiйного зв’язку рухомiсть атомiв галогену зменшується. В сполуках типу хлористого алiлу CH₂=CHCH₂Cl рухомiсть галогену збiльшена, тому що такi сполуки в процесi реакцiї дуже легко утворюють iон галогену i карбокатiон, заряд алiлкатiону стабiлiзується частковою ком­пенсацiєю позитивного заряду сусiднiми електронами подвiйного зв’язку:

або

Реакцiї замiщення галогенiв у галогенопохiдних належать до реак­цiй нуклео-фiльного замiщення:

1. SN₂ - механiзм замiщення бiмолекулярний, одностадiйний. Ха­рактерний для первинних галогеналкiлiв. Вiдбувається з утворенням нестiйкого промiжного стану або активного комплексу:

R  X + Y  Y^+ … R … X^+  R  Y + X ^ ;

2. SN₁ - механiзм замiщення мономолекулярний, двохстадiйний. Ха­рактерний для третинних галогеналкiлiв i сполук алiльного типу, якi легко дисоцiюють на iони. Загальна схема:

a) RX R⁺ + X ^ ; б) R⁺ + Y ^ RY

Перша стадiя бiльш повiльна, визначає швидкiсть реакцiї за­мiщення.

Галогенування ароматичних вуглеводнiв вiдбувається за механiзмом електро-фiльного замiщення SE_2аром. В ролi каталiзаторiв засто­совують кислоти Льюiса, найчастiше галогенiди залiза та алюмiнiю. На­приклад, хлорування бензолу може бути зображено такою схемою:

Галогенування гомологiв бензолу на свiтлi i при нагрiваннi супро­воджується замiщенням водню в боковому ланцюзi (радикально-ланцюговий механiзм), у присут-ностi кислот Льюiса - в ядрi (механiзм SE₂ аром).

Фуран, пiрол, тiофен галогенуються легше бензолу, а пiридин - важ­че. В ре-зультатi прямого галогенування отримують сумiш про­дуктiв замiщення.