Ароматические соединения. Бензол и его химические свойства.

1825 г. – бензол открыт Фарадеем

= 1,4A

Хим. св-ва. Правило замещения в бензольном ядре. Различают аренданты 1 и 2 порядка.

1.Аренданты 1 порядка: радикалы, галогены, гидроксо группы и аминогруппа. Эти аренданты являются дозатором электронов в сторону бензольного ядра. В результате электронная плотность возрастает, увеличивает подвижность Н, особенно велика в орто и пара положениях. Поэтому аренданты 1 порядка напр. вступать в реакцию реагент по отношению к себе в орто и пара положениях.

+OH-NO₂

2. Аренданты 2 порядка: нитро группы, альдегидная, карбоксильная, сульфогруппы

NO₂-C ;-C -SO₃H

Эти аренданты являются акцепторами электрона, т.е. они оттягивают часть электронной плотности из ароматического кольца в свою сторону. В этой связи электронная плотность снижается, подвижность Н уменьшена. Но в мета положении она будет выше, чем в орто и пра, поэтому аренданты 2 порядка будут направлять по отношению к себе в мето положение.

OH-NO₂

3.Р. замещения к боковой цепи. Возможно при высокой t и без катализатора.

+СL₂

t, без кат.

4.Р нитрования бензола

HNO₃+2H₂SO₄ NO₂+2SO₃H+H₃O гидроксоний

1 стадия

2 стадия. Происходит разрушение кольца с образованием G комплекса

3 стадия. Протон Н G комплекса идет далее на анион серной кислоты и образования G комплекса

4 стадия

H⁺+SO₃H^- H₂SO₃

5. Галогенирование бензола. Протекает в присутствии катализатора, который вызывает полим. молекул Н, после чего полим. Молекула атакует п- электронного кольца участвует несущий «+» заряд.

Br⁺:Br^-

+FeCl₃

Отриц.заряженный комплекс открывает р⁺Н от G – комплекса и образование бром бензола

6. Р. присоединения идут с трудом при определенных условиях.

Присоединение Н⁺

Р.окисления. Бензол окисляется очень трудно, но гомологи окисляются очень хорошо.

В организме животных: кошки, собаки бензол окисляется и происходит разрыв кольца

В организме животных особенно у лошади образуется бендзольная вода, которая не должна накапливается. После всасывания в кишечник поступает в печень.

Гомологи бензола. Получение и свойства.

1.Гомолог бензола – метил бензол или толуол

2. Гомолог бензола может существовать в 4 изомерных формулах: этилбензол и три диметилбензол или ксилола

Получение.1. из нефти 18%

2.Суxая перегонка каменного угля

3. Примеризация ацетилена 3CH=-CH C₆H₆

4.Синтез Фриттита C₆H₅CL+2Na+Cl-CH₃ C₆H₅-CH₃+2NaCL

5.Из солей ароматических кислот C₆H₅COONa+NaOH C₆H₆+Na₂CO₃

6.Синтез Фриделя и Градтса С₆Н₆+СH₃CL ^Ni C₆H₅-CH₃+HCL

Св-ва. Низшие члены гомологического ряда бензола представляют со­бой бесцветные жидкости с характерным запахом. Плотность и по­казатель преломления у них значительно выше, чем у алканов и алкенов. Температура плавления тоже заметно выше. Из-за высокого содержания углерода все ароматические соединения горят сильно коптящим пламенем. Все ароматические углеводо­роды нерастворимы в воде и хорошо растворимы в большинстве ор­ганических растворителей: многие из них хорошо перегоняются с водяным паром.

Особенности замещения в бензольном кольце. Правило ориентации второго

Заместителя.

Аренданты 2 порядка: нитро группы, альдегидная, карбоксильная, сульфогруппы

NO₂-C ;-C -SO₃H

Эти аренданты являются акцепторами электрона, т.е. они оттягивают часть электронной плотности из ароматического кольца в свою сторону. В этой связи электронная плотность снижается, подвижность Н уменьшена. Но в мета положении она будет выше, чем в орто и пра, поэтому аренданты 2 порядка будут направлять по отношению к себе в мето положение.

OH-NO₂

Механизм нитрования бензола.

Р.нитрования бензола HNO₃+2H₂SO₄ NO₂+2SO₃H+H₃O гидроксоний

1 стадия

2 стадия. Происходит разрушение кольца с образованием G комплекса

3 стадия. Протон Н G комплекса идет далее на анион серной кислоты и образования G комплекса

4 стадия. H⁺+SO₃H^- H₂SO₃

Спирты одноатомные и многоатомные. Первичные, вторичные и третичные спирты.

Получение спиртов.

Спирты – это производные углеводородов, у которых 1 или несколько атомов водорода замещается на ОН^-. Спирты бывают: одноатомные, двухатомные - гликоли, трехатомные - глицины, многоатомные.

Одноатомные спирты.1.Первичные

2.Вторичные

3.Третичные.

CH₃OH-метанол, С₂H₄OH – этанол, C₃H₇OH-пропанол, С₄Н₉OH- бутанол

Получение. 1. Гидролиз сложных эфиров R-O-CO-R+HOH ROH+R-COOH

2. Из галогенопроизводных R-Cl+NaOH R-OH+NaCl

3.Из алкенов СH₂=CH₂+HOH CH₃-CH₂OH

CH₂=CH-CH₃+HOH CH₃-CH-CH₃

OH

4. Восстановление альдегидов и кетонов. R-C +H₂ R-CH₂OH

R-C-R+H₂ R-CH-R

O OH OMgBr OH

5.Спирты получают р. Гриньяра R-C +R-MgBr R-C-R+HBr R-C-R+MgBr₂

H H

6.Брожение сахаров С₆H₁₂O₆ ^{брожение} 2С₂H₅OH+2CO₂