Ароматические соединения. Бензол и его химические свойства

Арены - это циклические соединения, в молекулах которых содержатся одно или несколько ядер бензола. Эмпирическая формула бензола С6Н6, а его структурная

формула может быть изображена одним из способов

,

Хим. Св-ва.
1) Реакции замеще ния.сущ-ют различные заместите ли(ориентанты)первого и второго порядка. А)Ориентанты первого порядка –радикалы, галогены,,гедроксо- и аминогруппы(HCl –OH NH2) Являются донорами электронов, вступая в реакцию реагент направляется в орто- или паро- положение.

(метилбензол или толуол)

(ортонитротолуол или ортонитрометилбензол )

Б)Ориентанты второго порядка -NO2(нитрогруппа) –COH (альдегидная гр.) –COOH (карбоксильная гр.) SO3 (сульфогруппа).Вступая в реакцию направляются метаположение, акцепторы электронов.

(нитробензол)

(метанитробензол)

В)Реакции замещения в боковой цепи: без катализа но при нагревании C6H6 + Br2 HBr + C6H5Br бромбензол

2) Реакции нитрования бензола, энергично протекает с большим выходом продуктов, если используется нитрующая смесь,:азотная+серная кислота.

HNO3 + H2SO4 →NO2⁺ + HSO3^- + H3O⁺ Стадии реакции1) +NO2(+)= (пи-комплекс) 2)Кольцо разрушается NO2(+)вытягивает из 6-ти Р-электронов 2 для образования сигма-комплекса

3)протон водорода отрывается от сигма комплекса и идет на связь с амином серной кислоты, что приводит к образованию нитро бензола Н(+)+НSО4(-)=H2SO4+

2)Галоeнированиe бензол протекает лишь в присутствии катализаторов (FeCl3, FeBr3, AlCl3) C6H6 + Br2 →HBr + C6H5Br бромбензол

Реакции присоединения. 1)Идут с трудом при определенных условиях. Галогенирование: С6H6 + 3Сl2 →(свет УФ)→C6H6Cl6 гексахлорциклогексан (гексахлоран) – инсектицид 2)Прис.Н2(при определенных условиях) Гидрирование: C6H6 + 3H2 → (Ni(+))→С6H12 циклогексан

Реакции окисления. (легко гомологи бензола, трудно сам бензол) C6H5CH3 →(KMnO4) → H2O+ C6H5COOHбезойная кислота (розовый цвет, при встряхива нии обесцвечивается)Не зависимо от радикала все равно будет эта кислота.

Гомологи бензола. Получения и свойства.

Гомологический ряд бензола. При наличии двух

заместителей возможны три их различные положения относительно друг друга - 1,2-

положение (орто), 1,3-положение (мета) и 1,4-положение (пара).

1. Бензол - С6Н6. Радикал, образованный из молекулы бензола при удалении одного

атома водорода, называется фенил - С6Н5-

2. Толуол (метилбензол) - С6Н5-СН3. Радикал образованный при удалении атома водорода из боковой метильной группы называется бензилом С6Н5-СН2-.

3. Этилбензол - С6Н5-С2Н5.

4. Ксилол (диметилбензол) - С6Н4(СН3)2.,

5. Стирол (винилбензол) - С6Н5-СН=СН2

6. Изопропилбензол (кумол) - С6Н5-СН-(СН3)2 или

7. Дифенил.

Получение гомологов бензола.

1. Алкилирование бензола (реакция Фриделя-Крафтса)

C6H6 + C2H5Cl →С6H5-C2H5 + HCl

2. Из галогенпроизводных по реакции Вюрца-Фиттига

C6H5-Br + Br-C2H5 + 2Na →C6H5-C2H5 + 2NaBr

3. Толуол получают C6H6 + CH3Cl → C6H5CH3 + HCl

ХИМ СВ-ва
-горение бензола2C₆H₆ + 15O₂ –> 2CO₂ + 6H₂O

Особенности замещения в бензольном кольце. Правило ориентации второго заместителя

Правила ориентации

Заместители, имеющиеся в бензольном ядре, направляют вновь вступающую группу в определенные положения, т.е. оказывают ориентирующее действие.

Ориентанты 1-го рода (орто-пара -ориентанты) направляют последующее замещение преимущественно в орто - и пара -положения.
К ним относятся галогены радикалы гидроксогруппа аминогруппа

Ориентанты 2-го рода (мета -ориентанты) направляют последующее замещение преимущественно в мета -положение.
К ним относятся нитрогруппа - NO₂, карбоксильная - COOH альдегидная - CH=O - сульфидная SO₃H