10 класс. Химия. Ориентационные эффекты заместителей. Методы получения и синтезы на основе ароматических углеводородов

Комментарии преподавателя

1. Влияние заместителей на бензольное кольцо

Для ароматических углеводородов наиболее выгодны реакции электрофильного замещения. Но для гомологов бензола ситуация с выбором продуктов замещения несколько усложняется. Согласно теории органических соединений А.М. Бутлерова, атомы в молекулах влияют друг на друга. Поэтому заместители бензольного кольца будут изменять электронную плотность на атомах углерода, меняя их реакционную способность.

Донорные заместители, например -СН3, -С2Н5, -ОН, -NH2, -OR подают электронную плотность на кольцо, особенно в орто- и пара- положение.

Прямая стрелка обозначает перемещение электронной плотности по σ-связям, а закругленная – по π-связям. Такие соединения будут реагировать легче, чем бензол, с преимущественным образованием орто- и пара- изомеров.

Если же группа акцепторная: -СООН, -СОН, -SO3H, -NO2, -CN, то электронная плотность кольца уменьшается. Однако меньше всего этот эффект сказывается в мета-положении. Такие соединения реагируют в более жестких условиях, чем бензол, с преимущественным образованием мета-изомеров.

2. Хлорирование, нитрование гомологов бензола

Углеводородный радикал является заместителем первого рода ® реакции замещения у аренов протекают легче, чем у бензола, и замещение происходит в орто- и пара- положениях.

Например:

При нитровании бензола невозможно получить тринитробензол. А в толуоле возможно замещение трех атомов водорода в молекуле:

Продукт 2,4,6-тринитротолуол, он же тротил, тол, ТНТ – одно из наиболее известных взрывчатых веществ.

3. Окисление гомологов бензола

1. Окисление

Гомологи бензола, в отличие от самого бензола, легко окисляются при нагревании с подкисленным раствором перманганата калия. Бензольное кольцо в этой реакции остается неизменным. Окислению подвергаются гомологи бензола, содержащие атомы водорода в α-положении. Если же атомов водорода нет в α-положении, то такие арены не окисляются.

2. Радикальное замещение.

Эта реакция происходит легче, чем у алканов, благодаря влиянию бензольного кольца. Замещение протекает в a-положении (промежуточный радикал наиболее энергетически выгоден вследствие сопряжения с бензольным кольцом).

4. Получение гомологов бензола

1. Алкилирование по Фриделю-Крафтсу

2. Алкилирование алкенами

3. Риформинг (ароматизация нефти)

4. Тримеризация алкинов. Реакция Бертло – Зелинского.

ИСТОЧНИКИ

источник видео - https://www.youtube.com/watch?v=t9BWS7ej1Z8

источник презентации - http://www.myshared.ru/slide/380986/

Файлы