Лабораторно-практическое занятие № 18. «Полициклические ароматические углеводороды: строение и свойства» (3ч)
Цель:сформировать знания о строении и свойствах полициклических ароматических углеводородах.
Вопросы для обсуждения:
1. Особенности номенклатуры полициклических ароматических углеводородов.
2. Строение и реакционная способность бифинила.
3. Строение и реакционная способность ди-, три- и полифенилметаны.
4. Строение и реакционная способность нафталина.
5. Особенности антрацена и фенантрена.
Материалы и примеры для самостоятельного изучения
Пример 1. Как реагирует трифенилметан с амидом натрия и объясните, почему бесцветный эфирный раствор трифенилметана после реакции становится красным?
Решение. Окрашивание раствора объясняется появлением в растворе хиноидных структур трифенилметиланиона:
Пример 2. Как показать, что нафталин существенно легче вступает в реакции электрофильного замещения атомов водорода, чем бензол?
Ответ. Для того чтобы показать, что нафталин значительно более нуклеофилен, чем бензол, и значительно легче вступает в реакции электрофильного замещения, следует провести его реакцию с бромом в присутствии воды при 40 °С, используя бензол в качестве растворителя. Выход -бромнафталина превышает 80%, а бензол в этих условиях не бромируется.
Задачи для самостоятельного решения
Номенклатура и изомерия
Задача 18.1.Напишите структурные формулы следующих соединений:
а) 4,4'-дихлордифенил;
б) 4,4'-диаминодифенил (бензидин);
в) 2,2'-динитро-6,6'-дикарбоксидифенил;
г) 2-метил-3,4'-дихлордифенил;
д) 4-бром-4'-сульфодифенил;
е) 3,4'-диаминодифенил;
ж) 2,4,6,2',4',6'-гексахлордифенил.
Задача 18.2.Назовите соединения, формулы которых приведены:
Задача 18.3. Дайте названия соединениям, формулы которых приведены:
Задача 18.4.Приведите структурные формулы следующих соединений:
а) 2-бромнафталин;
б) 2-нафтол;
в) 1-нафтиламин;
г) 1-метил-2-нафтол;
д) нафталин-2-карбоновая (р-нафтойная) кислота;
е) нафталин-1-сульфокислота;
ж) 1,8-динитронафталин;
з) 1,4-дигидроксинафталин;
и) 1,2,3,4-тетрагидронафталин;
к) нафталин-1,3-дикарбоновая кислота;
л) нафтохинон-1,4;
м) 2-гидроксинафталин-7-сульфокислота;
н) 1-гидроксинафталин-2-карбоновая кислота.
Задача 18.5. Дайте названия соединениям, формулы которых приведены:
Химические свойства
Задача 18.6. Напишите уравнения реакций моно- и дисульфирования дифенила. По какому механизму протекают эти реакции? Объясните взаимное влияние колец на ориентацию электрофильной частицы. Как влияет на реакционную способность кольца введение электроноакцепторных групп?
Задача 18.7. Напишите уравнения реакций нитрования, галогенирования и сульфирования 4-метилдифенила. Как алкильный радикал влияет на ориентацию электрофильных частиц?
Задача 18.8.Какие монобромпроизводные образуются при бромировании:
а) 4-нитродифенила;
б) 3-гидроксидифенила;
в) 4-нитро-4-метилдифенила;
г) 2,4-дигидроксидифенила?
Задача 18.9.Какие вещества образуются при осторожном окислении веществ, формулы которых приведены:
Задача 18.10.Напишите уравнение реакции нитрования нафталина азотной кислотой. Рассмотрите механизм реакции электрофильного замещения. Оцените устойчивость σ-комплексов при замещении в - и -положение.
Задача 18.11.Какие вещества образуются при действии на нафталин:
а) хлора в присутствии FеС13;
б) ацетилхлорида (А1С13);
в) концентрированной серной кислоты при температуре 80 и 150 °С?
Объясните механизм реакций с участием реагентов а, б.
Задача 18.12.Объясните правила ориентации производных нафталина в реакциях электрофильного замещения. Напишите уравнения и назовите продукты следующих реакций:
Задача 18.13.Какие сульфокислоты образуются при сульфировании:
а) 1-нафтол-6-карбоновой кислоты;
б) 6-аминонафталин -1 -сульфокислоты;
в) 1,4-динитронафталина?
Задача 18.14. Какие вещества образуются при действии на 1-нафтол:
а) водного раствора гидроксида натрия;
б) уксусного ангидрида;
в) диметилсульфата;
г) аммиака при нагревании? Напишите уравнения реакций.
Литература для самостоятельной работы
1. Органическая химия: Учебник для вузов: В 2 кн./В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П. Тюкавкина; Под ред. Н.А. Тюкавкиной. - М.: Дрофа, 2002. – Кн. 1: Основной курс. — 620 с. (С. 279 – 293)
2. Органическая химия (в вопросах и ответах) / Под ред. Б. А. Ивина и Л. Б. Пиотровского. — СПб.: Наука, 2002. — 510 с. (С. 471-500)