Согласованная и несогласованная ориентация заместителей

Если в бензольном кольце находится не один, а два заместителя, то ориентация третьего заместителя будет зависеть от первых двух. При этом возникают два случая:

1. Согласованная ориентация – оба заместителя ориентируют в одно и то же положение:

2. Несогласованная ориентация – оба заместителя ориентируют в разные положения:

и др.

При наличие заместителей разного типа место вступления следующего электрофильного заместителя определяет заместитель I рода, так как он активирует бензольное кольцо:

Правила ориентации не носят характера законов. Часто в реакции образуются все возможные продукты, однако количественно всегда будут преобладать те из них, которые образуются в соответствии с правилом ориентации.

Практическая работа № 2 свойства ароматических соединений получение мета-динитробензола

Цель работы:

1. изучение химических свойств ароматических углеводородов и способов их качественной идентификации

2. синтез мета-динитробензола по реакции нитрования нитробензола

Оборудование: штатив с пробирками, держатель для пробирок, стеклянные палочки, стакан, стеклянная трубка, коническая воронка, водяная баня, фильтровальная бумага.

1. Окисление ароматических углеводородов

В две пробирки помещают по 1 мл раствора перманганата калия и по 1 мл разбавленной серной кислоты. Затем в одну пробирку вводят 0.5 мл бензола, а в другую – столько же толуола. Энергично встряхивают обе пробирки в течение нескольких минут. Смесь с толуолом быстро теряет окраску:

5C₆H₅CH₃ + 6KMnO₄ + 9H₂SO₄ 5C₆H₅COOH + 3K₂SO₄ + 6MnSO₄ + 14H₂O

В пробирке с бензолом окраска не изменяется.

2. Качественная реакция на ароматические углеводороды

Взаимодействие с хлороформом в присутствии безводного хлорида алюминия является хорошей качественной реакцией на ароматические углеводороды.

AlCl₃

Ar-H + CHCl₃  Ar-CHCl₂ + HCl

В сухую!! пробирку наливают 1 мл хлороформа и добавляют несколько капель (или несколько кристаллов) ароматического соединения. Содержимое пробирки тщательно перемешивают и, наклонив пробирку, смачивают ее содержимым стенки. Затем с помощью стеклянной палочки помещают на стенку пробирки небольшое количество безводного хлорида алюминия. Вновь наклоняют пробирку, чтобы смочить хлорид алюминия смесью хлороформа и ароматического углеводорода. Дают постоять 2-3 минуты. Постепенно окраска хлорида алюминия меняется – появляется яркое окрашивание различных оттенков в зависимости от строения ароматического углеводорода.

3. Синтез мета-динитробензола

H₂SO₄

C₆H₅-NO₂ + HNO₃  мета-C₆H₄(NO₂)₂ + H₂O

В широкую пробирку наливают 2.5 мл ( = 1.84 г/мл) концентрированной серной кислоты, затем 1 мл «дымящей» азотной кислоты ( = 1.5 г/мл). К полученной смеси постепенно при перемешивании прибавляют 2.5 мл ( = 1.205 г/мл) нитробензола. Пробирку закрывают пробкой с вставленной в нее короткой (20-25 см) стеклянной трубкой и нагревают в течение 30 мин на кипящей водяной бане, время от времени энергично встряхивая содержимое пробирки.

Делают пробу на окончание реакции: при добавлении в стакан с холодной водой с помощью стеклянной палочки нескольких капель реакционной смеси на поверхности воды не должно оставаться масла, то есть, непрореагировавшего нитробензола. Капли мета-динитробензола должны застыть в виде кристаллов. При наличие масла следует продолжить нагревание еще 10-15 мин и снова взять пробу.

Охлажденную реакционную смесь выливают при помешивании в стакан с холодной водой, отфильтровывают кристаллы мета-динитробензола, промывают на фильтре водой, высушивают на воздухе.