Экспериментальная часть

n – СН₃С₆Н₄SO₃H + NaCI → n – СН₃С₆Н₄SO₃Na + HCI.

Порядок выполнения работы

В круглодонную колбу прибора помещают 16 мл толуола и осторожно вносят 9,5 мл концентрированной серной кислоты. Реакционную жидкость в течение 1 ч слабо кипятят, время от времени встряхивая колбу (для перемешивания слоев). Реакция считается законченной, когда слой толуола почти исчезает и из холодильника изредка стекают капли конденсата. Затем теплую реакционную смесь выливают в стакан с 70 мл воды (если смесь начинает кристаллизоваться, то ее надо подогреть) и колбу ополаскивают из промывалки. Кислый раствор осторожно нейтрализуют 8 г карбоната натрия, прибавляя его небольшими порциями, добавляют в раствор 20 г хлорида натрия и нагревают смесь до кипения (если хлорид натрия не растворяется, добавляют еще немного воды). Раствор охлаждают водой со льдом.

Выпавшие кристаллы натриевой соли n-толуолсульфокислоты отсасывают на воронке Бюхнера и отжимают между листами фильтровальной бумаги. Выход – 8 г.

Контрольные вопросы:

1. Что такое С-алкилирования?

2. В чем отличие С-алкилирования, N-алкилирования, S-алкилирования?

3. Опишите физико-химические свойства n-толуолсульфокислоты ?

4. В какие реакции вступает n-толуолсульфокислоты?

5. Какие сферы применения n-толуолсульфокислоты вы знаете ?

Лабораторная работа №7

Синтез 2,4,6-трибромфенола

Цель: получение 2,4,6-трибромфенола

Реактивы: фенол – 1,2 г; бром – 2 мл (6,2 г); изопропиловый спирт 50%-ный.

Посуда и оборудование: стакан (200 мл); воронка капельная.

Теоретические основы

При прямом галогенировании ароматических углеводородов необходимо соблюдать следующие условия:

а) Галогенирующий агент прибавляют к субстрату. Прибавление ведут малыми порциями с учётом равномерного выделения галогеноводорода.

б) Реакция галогенирования – экзотермическая, поэтому прибавление галогена в реакционную смесь проводят при комнатной температуре.

в) Если субстрат является твёрдым веществом, необходимым условием осуществления процесса является использование растворителей. В неполярных растворителях галогены реагируют с бензолом очень медленно, в полярных, когда молекула поляризуется, электрофильное замещение облегчается.

г) Трудногалогенируемые соединения, особенно при проведении реакции в гетерогенных условиях, требуют применения энергичного перемешивания. В гомогенной среде с участием катализаторов можно ограничиваться периодическим встряхиванием реакционной массы.

д) Реакция галогенирования очень чувствительна к влиянию заместителя в ядре. Донорные группы (OH, NH₂) настолько облегчают замещение атомов водорода в ядре, что 2,4,6-трибромфенол и 2,4,6-триброманилин образуются при воздействии собственно на фенол и анилин бромной водой при комнатной температуре. Акцепторные заместители затрудняют вхождение галогена в ядро, поэтому необходимо использовать нагревание и катализаторы.

е) Для введения галогена в ядро используют хлориды или бромиды железа, алюминия, сурьмы, а также серную кислоту и иод. При получении производных, содержащих атомы галогена в боковой цепи, реакцию инициируют пероксидами или светом.