Методы получения бензола и его гомологов

1. Сухая перегонка каменного угля (~ 1000 °С, без доступа воздуха).

2. Каталитический риформинг (каталитическая ароматизация, то есть повышение содержания аренов в результате прохождения реакций образования ароматических углеводородов) нефтяных фракций.

3. Тримеризация ацетилена (реакция академика Зелинского).

3С₂Н₂ С₆Н₆

4. Ароматизация углеводородов.

4.1. Предельных циклических.

4.2. Предельных алифатических.

4.3. Непредельных алифатических

Получение гомологов бензола

1.1. Дегидрирование.

1.2. По реакции Вюрца.

1.3. По реакции Фриделя-Крафтса

Физические свойства аренов

Это обычно жидкости или твердые вещества с характерным запахом, практически нерастворимые в воде, и плотностью равной ~ 0,87 г/см³. Увеличение в молекуле на одну СН₂-группу повышает Т_кип ~ 30 °С.

Таблица 13

Некоторые физические свойства бензола и ряда его производных

Химические свойства

Для бензола характерны реакции присоединения и замещения.

1. Реакции присоединения.

1.1. Гидрирование.

1.2. Галогенирование (галоидирование).

2. Реакции окисления.

2.1. Кислородом воздуха.

2.2. Озоном О₃.

С₆Н₆ + 2О₃ 3НОС-СОН

диальдегид

2.3. Мягкое окисление.

3. Горение.

2С₆Н₆ + 15О₂ ® 12СО₂ + 6Н₂О

4. Реакции электрофильного замещения.

4 а. Галогенирование.

4 б. Сульфирование.

4 в. Нитрование.

Механизм реакций электрофильного замещения в ароматическом ряду.Для соединений ароматического характера, имеющих замкнутую p -электронную систему, наиболее характерны реакции с электрофильными агентами.

С помощью кинетических методов показано, что большинство реакций электрофильного замещения в ароматическом ряду протекает по двухстадийному механизму. На первой, медленной, стадии происходит нарушение ароматической системы и переход атакуемого атома углерода ядра в состояние sp³-гибридизации. Вторая, быстрая, стадия сопровождается восстановлением ароматической структуры и вследствие выигрыша энергии протекает легко и быстро. На первой стадии обычно образуется промежуточный p-комплекс.

p -Комплексы не являются истинными химическими, а представляют собой координационные соединения, в которых донором являются ароматические молекулы, имеющие легко поляризуемые
p -электроны, а акцепторами – электрофильные частицы. В отличие от p-комплексов, s-комплексы представляют собой истинно химические соединения, в которых электрофильный агент Е⁺ образует ковалентную связь за счет двух p-электронов одной из связей бензольного кольца. В s-комплексе один из атомов углерода бензольного кольца переходит в состояние sp³-гибридизации, в котором все четыре связи направлены под углом 109°. При этом нарушается симметрия бензольного кольца, а электрофильный реагент Е⁺ и атом водорода оказываются в положении, перпендикулярном плоскости кольца. Реакции электрофильного замещения завершаются отщеплением от s-комплекса протона и восстановлением ароматической системы. Как правило, этот процесс происходит при участии обладающего основными свойствами аниона А^–, присутствующего в реакционной среде, и сопровождается выделением энергии.

К реакциям электрофильного замещения относятся реакции:

 

Заместители в кольце делятся на ориентанты I рода и II рода. Ориентанты I рода: алкильные радикалы, группы –ОН, –OR, –NH₂, –NHR, –NR₂, –SH, атомы галогенов направляют второй заместитель в орто- и пара-положения.

 

 

 

Все заместители I рода, кроме галогенов, обладают электронодонорными свойствами по отношению к бензольному кольцу и ускоряют реакции электрофильного замещения по сравнению с незамещённым бензолом.

Ориентанты II рода: карбонильные и сложноэфирные группы, группы –СООН, –SO₃H, –NO₂, –CºN направляют второй заместитель в мета-положение.

 

 

Все заместители II рода обладают электроноакцепторными свойствами по отношению к бензольному кольцу и замедляют реакции электрофильного замещения по сравнению с незамещённым бензолом.

 

Предыдущая17181920212223242526272829303132Следующая

---

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:

©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.