Особенности химических свойств гомологов бензола

Для гомологов бензола характерны те же типы химических реакций, что и для него самого, но из-за взаимного влияния бензольного ядра и боковых заместителей появляется ряд особенностей. Реакции могут протекать как по бензольному ядру, так и по углеводородному радикалу.

РЕАКЦИИ ЗАМЕЩЕНИЯ В БЕНЗОЛЬНОМ ЯДРЕ

Гомологи бензола вступают в реакции замещения с теми же реагентами, что и бензол.

Однако присутствующие в молекулах гомологов бензола алкильные радикалы (-СН₃, -С₂Н₅, -С₃Н₇ и др.) являются донорами электронной плотности, проявляют положительный индуктивный эффект. Увеличение электронной плотности происходит, в основном, в положениях 2, 4 и 6 по отношению к радикалу.

Из-за такого перераспределения электронной плотности бензольное ядро становится более активным в реакциях замещения (реакции протекают легче, в более мягких условиях), а вновь входящий заместитель направляется в орто- и пара- положения по отношению к алкильному радикалу.

Например, при хлорировании толуола образуется смесь орто- и пара- хлортолуолов:

Нитрование толуола нитрующей смесью при нагревании может привести к замещению трех атомов водорода на нитрогруппы:

В более мягких условиях образуется смесь орто- и пара-нитротолуолов (см. приложение 1).

РЕАКЦИИ С УЧАСТИЕМ БОКОВОЙ ЦЕПИ

Алкильные радикалы могут в соответствующих условиях проявлять те же химические свойства, что и алканы. Так, взаимодействие гомологов бензола с хлором в при освещении без катализатора протекает по радикальному механизму. При этом происходит замещение атомов водорода в боковой цепи, а не в ароматическом ядре:

В случае более сложных углеводородных радикалов замещение протекает преимущественно у ближайшего к бензольному кольцу атома углерода:

ОКИСЛЕНИЕ

При действии перманганата калия на гомологи бензола окислению подвергаются боковые углеводородные цепи. При проведении реакции в кислой среде продуктом окисления толуола является бензойная кислота:

При действии на толуол перманганата калия в нейтральной среде образуется соль бензойной кислоты – бензоат калия:

Более сложные боковые цепи под действием окислителей «сгорают»: ближайший к бензольному кольцу атом углерода остается в составе карбоксильной группы, а остальные атомы углерода окисляются до углекислого газа:

Гомологи бензола, содержащие две боковые цепи, дают при окислении двухосновные кислоты или их соли:

ПОЛУЧЕНИЕ БЕНЗОЛА И ЕГО ГОМОЛОГОВ