Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ

Обучающая задача

Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru
Составьте схемы следующих превращений:

Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru

Решение. 1 этап.Для синтеза вещества на основании его формулы нужно выбрать исходные соединения, разделив формулу искомого на фрагменты:

 
  Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru


Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru

Таким образом, в молекулу бензола нужно ввести алкильный радикал – пропил. Один из способов получения гомологов бензола – синтез Фриделя-Крафтса. Алкильный радикал вводится в кольцо при действии на бензол галоген алкилов в присутствии хлористого алюминия:

  Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru + Cl-CH2CH2CH3 Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru
CH2CH2CH3

Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru

+ HCl

пропилбензол

2 этап. Бензольное кольцо отличается стойкостью к действию окислителя. Окислению подвергаются обычно боковые цепи, причем цепи любой сложности разрушаются и «сгорают», а в кольце остается в качестве заместителя лишь один атом углерода, окисленный до карбоксильной группы. Образуется ароматическая кислота.

       
 
CH2CH2CH3
   
COOH
 


Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru

бензойная кислота

3 этап. На продукт окисления по условию следует подействовать хлором в присутствии хлорного железа. Это реакция электрофильного замещения. В производных бензола, имеющих заместитель (типа C6H5 – x), атомы углерода в кольце неравноценны, поэтому при введении второго заместителя возможно образование трех изомеров. Место вступления второго электрофильного заместителя определяется природой уже имеющегося (первого или ориентирующего) заместителя. Ориентирующие заместители в бензольном кольце делятся на 2 группы: ориентанты I рода или электронодоноры (алкилы, гидрокси- и аминогруппы, галогены) – вводят заместитель в орто- и пара-положения (2,4,6); - ориентанты II рода или электроноакцепторы (карбоксилы, карбонилы; сульфо, нитро-, нитрозо-группы) – вводят заместитель в мета положение (3,5). Карбоксильная группа – это ориентант II рода, направляющий следующий заместитель в мета – положение по отношению к себе:

           
 
COOH
   
Cl
 
COOH
 


Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru
м-хлорбензойная кислота

+ HCl
Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru

Тема 5. Спирты, ФЕНОЛЫ, простые эфиры.

Тема 6. альдегиды, кетоны

Обучающая задача

Получите пропанол-2 из соответствующего кетона. На пропанол-2 подействуйте уксусной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты. Напишите схемы реакции и назовите полученные соединения.

Судя по названию (суффикс «ол»), следует получить спирт следующего строения: Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru. Это вторичный спирт, поскольку гидроксильная группа расположена у вторичного атома углерода. Следовательно, кето-группа, должна быть при втором атоме углерода (т.е. там же, где был гидроксил):

Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru

пропанон-2

1 этап. Вторичный спирт и кетон связаны друг с другом взаимными окислительно-восстановительными превращениями:

Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru

Для получения пропанола-2 проведем каталитическое восстановление пропанона-2:

Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru

2 этап. Спирты реагируют с карбоновыми кислотами, при этом выделяется вода и образуется сложный эфир. Это реакция этерификации. Получаемый сложный эфир гидролизуется образующейся водой, поэтому идет обратимый процесс:

Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru

Для смещения равновесия вправо связывают образующуюся воду концентрированной серной кислотой.

Тема 4. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ - student2.ru

Наши рекомендации