Методы получения

Способы получения бензола и его производных делятся на промышленные и лабораторные.

Промышленные источники

1. Каменноугольная смола, получаемая из каменного угля. Кокс- металлургия. Каменный уголь- первый источник ароматических углеводородов.

Легкое масло (80-170°С)- бензол, толуол.

Среднее масло (170-240°С) - фенол, крезолы.

Тяжелое масло (240-270°С) - нафтолы.

Антраценовое масло 270 С.

Пек - остаток.

2. Нефть.

Ароматизация нефти.

Велика в решении этой проблемы роль школы химиков Б.А. Казанского, А.Ф. Платэ и др. ИОХ АН СССР МГУ.

3. Из алкинов (Реппе, Зелинский):

Лабораторные способы

Вюрца-Фиттига:

Алкилирование (подробно расмотрено в разделе химических свойств)

Лекция №10. Химические свойства арОматических углеводородов

Реакции электрофильного замещения: галогенирование, нитрование, сульфирование, алкилирование, ацилирование. Реакции окисления бензола и его гомологов. Механизм реакции электрофильного замещения. Понятие о - и -комплексах, их строение. Энергетическая диаграмма. Влияние заместителей на направление и скорость электрофильного замещения. Особенности влияния галогенов. Электрофильное замещение в дизамещенных бензолах. Отдельные представители.

Механизм реакций электрофильного замещения

В силу строения бензольного кольца для ароматических соединений ряда бензола характерны реакции электрофильного замещения.

1 Стадия – атака электрофилом, образование -комплекса и -комплекса:

2 Стадия – стабилизация  - комплекса:

Стабилизация  - комплекса за счет отщепления протона – энергетически более выгодный процесс, чем присоединение нуклеофильной частицы, так как в этом случае восстанавливается ароматичность системы:

Энергетический профиль реакции ароматического электрофильного замещения имеет следующий вид:

Реакции электрофильного замещения

1. Нитрование:

Нитрующие агенты: HNO₃, HNO₃/H₂SO₄, HNO₃/CH₃COOH, HNO₃/(CH₃CO)₂O, NO₂BF₄ и др.

Природа нитрующих агентов (образование нитрующей частицы):

2. Галогенирование:

Образование электрофильной частицы:

3. Сульфирование. Для сульфирования часто применяется серная кислота, содержащая избыток so3 (олеум). Кислотно-основное равновесие между двумя молекулами серной кислоты:

Хотя серный ангидрид не несет положительного заряда, но он обладает дефицитом электронов и, следовательно, является кислотой.

Поскольку бензолсульфокислота является сильной кислотой, то она легко диссоциирует с отрывом протона. Реакция сульфирования – обратимая. При взаимодействии бензолсульфокислоты с перегретым водяным паром при 180С образуется бензол.

4. Алкилирование по Фриделю – Крафтсу. Принято два возможных механизма протекания реакции. В первом случае электрофильной частицей является карбокатион, образующийся в результате взаимодействия галогеналкана с хлоридом алюминия (кислотой Льюиса):

Во втором случае можно предполагать, что электрофилом служит алкильная группа полярного комплекса AlCl₃ с алкилгалогенидом.

Реакции окисления

1. Бензольное кольцо в обычных условиях с трудом окисляется в присутствии пятиокиси ванадия V₂O₅:

2. Окисление алкилпроизводных бензола идет с образованием карбоксилсодержащих бензольных производных: