Вход

Химические свойства ароматических углеводородов. Полиядерные ароматические соединения

Реферат по химии
Дата добавления: 20 мая 2009
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 5.8 Мб (архив zip, 292 кб)
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу


ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ. ПОЛИЯДЕРНЫЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ


Реакции электрофильного замещения: галогенирование, нитрование, сульфирование, алкилирование, ацилирование. Механизм реакции электрофильного замещения. Понятие о - и -комплексах, их строение. Энергетическая диаграмма. Влияние заместителей на направление и скорость электрофильного замещения. Галогенирование и нитрование боковых цепей. Окисление бензола и его гомологов. Озонолиз. Реакции присоединения: гидрирование, галогенирование.

Нафталин: строение, ароматичность, номенклатура. Химические свойства: реакции электрофильного замещения (галогенирование, нитрование, сульфирование, ацилирование); реакции присоединения, гидрирование, галогенирования. Окисление. - и -Нафтолы и нафтиламины. Бифенил, трифенилметан. Понятие об устойчивых радикалах.


ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


В силу строения бензольного кольца для ароматических соединений ряда бензола характерны реакции электрофильного замещения.

Конкуренция между присоединением нуклеофильной частицы и отрывом протона в реакции бензониевого иона.



  • реакция 1 не происходит;

  • реакция 2 происходит:

В -комплексе -электронная система бензола выступает как донор электронов, а электрофильный агент действует как акцептор электронов. Однако образование и диссоциация -комплекса происходят очень быстро, и образование -комплекса в большинстве случаев не оказывает существенного влияния ни на скорость реакции, ни на природу подавляющего большинства образующихся соединений.




Бензол вступает в следующие реакции:

Нитрование.

Нитрующие агенты HNO3, HNO3/H2SO4, HNO3 и CH3COOH, HNO3/(СН3СО)2О, NO2BF4 и др.

Природа нитрующих агентов:

Условия, температура, концентрация.

Галогенирование.

Одним из наиболее часто используемых катализаторов является безводный хлорид алюминия. Функция катализатора состоит в связывании с галогеном.

Сульфирование.

Для сульфирования часто применяется серная кислота, содержащая избыток SO3.

кислотно-основное равновесие между двумя молекулами серной кислоты.

Хотя серный ангидрид не несет положительного заряда, но он обладает дефицитом электронов, и, следовательно, является кислотой.

Поскольку бензолсульфокислота - сильная кислота, то она сильно диссоциирует. Реакция сульфирования - обратимая. При взаимодействии бензолсульфокислоты с перегретым паром при 1800 С образуется бензол.

Алкилирование по Фриделю-Крафтсу.

Принято два возможных механизма реакции:

Во втором случае можно предполагать, что электрофилом служит алкильная группа полырного комплекса AlCl3 с алкилгалогенидом.

Реакции окисления.

1). Бензольное кольцо в обычных условиях окисляется с трудом. При действии кислорода воздуха на бензол в присутствии V2O5 (пятиокись ваннадия) при температуре 4000С получается малеиновый ангидрид.

2). Окисление алкилпроизводных бензола идет с образованием карбоксилсодержащих бензольных производных:

3). Озонирование.

4). Каталитическое окисление О2 в присутствии медного катализатора.



Правила ориентации в бензольном кольце


Введение заместителя в молекулу бензола требует ответа на два вопроса:

  1. Какое влияние оказывает заместитель на скорость реакции - затрудняет или ускоряет?

  2. Куда он направляет электрофильную частицу Е+, в какое положение?

Эти вопросы связаны с перераспределением электронной плотности в бензольном кольце (I-эффект и С-эффект).

Примеры нитрования бензола, нитробензола, толуола.

Рассмотрим два типа заместителей:


+ I-эффект

,  -гиперконъюгация

сверхсопряжение + С

- I-эффект

- С

Донор (увеличение электр. плотности)

активизирует

Акцептор (уменьшение электр. плотности)

деактивизирует



Ряд активности:

NH2  OH  OR  Cl  I  Br  CH3; COOH  SO3H  NO2.

Ориентация:

Особенности влияния галогенов.

Галогены являются о-,п-ориентантами, но в то же время дезактивируют кольцо.

Влияние заместителей в ядре на электрофильное замещение.


орто-, пара- Ориентанты

мета-Ориентанты

Активирующие

Дезактивирующий


Дезактивирующие


Хотя заместители и подразделяются для удобства на 2 класса - о-, п- и м-ориентанты, однако практически существует очень мало реакций, в которых образовались бы только о-, п- или м-замещенные. Большинство реакций приводит к получению всех трех изомеров, а ориентирующее влияние сказывается просто в том, какой из них образуется в избытке.

В приведенной таблице показано, что большинство заместителей о-, п-направляющих больше дают продуктов пара-замещенных, чем орто, несмотря на то, что орто-положений два. Причиной тому служат стерические факторы.

Распределение изомеров при нитровании производных бензола.


R

Распределение продуктов, %


орто

пара

мета

58

38

4

12

88

-

30

70

-

37

62

1

38

60

2

19

1

80

27

3

70

-

11

89


Электрофильное замещение в дизамещенных бензолах

При наличии двух заместителей, действующих несогласованно, разного типа место вступления заместителя определяет активирующий (электронодонорный) заместитель.

Если оба ориентанта одного типа, то место вступления определяет более сильный, а если заместители не очень отличаются по силе, то образуются смеси продуктов.

Ориентация в дизамещенных может быть и согласованной:

© Рефератбанк, 2002 - 2017