Лекция 10. Ароматические у.-в. 23.08.09

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. 80^о; 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 (S_Е)

Механизм реакций S_Е:

Влияние заместителей на скорость и направление реакций S_Е.

Различные заместители меняют электронную плотность в бензольном кольце: увеличивают или уменьшают, причем она становится не одинаковой на различных атомах углерода. Это изменяет скорость реакций S_Е 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 S_E 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 S_E 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

9