Лекция № 4. Ароматические углеводороды.

Ароматические углеводороды (АРЕНЫ),[object Object]

Ароматические соединения, или арены, - это соединения, содержащие в своем составе одно или несколько бензольных колец.,[object Object],СnH2n-6,[object Object],ОБЩАЯ ФОРМУЛА:,[object Object],Атомы углерода находятся в состоянии sp2- гибридизации,[object Object],Негибридные р-орбитали перекрываются над и под плоскостью молекулы образуя единое π-электронное облако,[object Object],Ф.Кекуле,[object Object]

Модель молекулы и формула бензола,[object Object],Сочетание шести σ-связей с единой π-системой называется АРОМАТИЧЕСКОЙ СВЯЗЬЮ,[object Object], ,[object Object],Цикл из 6 атомов углерода, связанных ароматической связью, называется бензольным кольцом (бензольным ядром).,[object Object]

Критерии ароматичности,[object Object],при явной ненасыщенности состава (СnH2n-6) бензол и его гомологи проявляют насыщенный характер, т.е. склонны к реакциям замещения,[object Object],устойчивость к действию окислителей,[object Object],наличие единого π-электронного облака в ароматических соединениях,[object Object]

Получение ароматических углеводородов,[object Object],Природное сырье,[object Object],Производство аренов,[object Object],В зависимости от сырья, арены получают как на предприятиях нефтехимии, так и на металлургических заводах. ,[object Object],В зависимости от технологии получения и назначения бензол подразделяют на бензол нефтяной и каменноугольный.,[object Object],нефть,[object Object],Каменный уголь,[object Object]

Реакции получения АРЕНОВ,[object Object],Бензол и его гомологи могут быть получены сплавлением солей ароматических кислот со щелочью. ,[object Object],Гомологи бензола легко получаются из галогенопроизводных реакций Вюрца - Фиттига:,[object Object],Реакция Фриделя - Крафтса – важный метод получения гомологов бензола:,[object Object],Из ацетилена и его гомологов:,[object Object],Полимеризация. Для алкинов характерны реакции ди-, три-, тетрамеризации, что зависит от условий реакции,[object Object]

Положение заместителей в бензольном кольце,[object Object],Мета-, орто-, пара- (сокращенно м-, о-, п-) (от греч. metá — после, через, между; ortháós — прямой; pará — против, возле, мимо), приставки, употребляемые в органической химии для обозначения положения двух одинаковых или различных заместителей относительно друг друга в бензольном кольце.,[object Object],Места присоединения заместителей,[object Object]

Мета - положение,[object Object],заместители находятся в 1,3-положениях,[object Object],м-Ксилол,[object Object]

Орто - положение,[object Object],заместители находятся в 1,2-положениях,[object Object],о-Ксилол,[object Object]

Пара-положение,[object Object],заместители находятся в 1,4-положениях,[object Object],n-Ксилол,[object Object]

Заместители в бензольном кольце ,[object Object]

Ориентанты 1-го рода,[object Object],Ориентанты 1-го рода повышают электронную плотность в бензольном кольце, особенно на углеродных атомах в орто- и пара-положениях, что благоприятствует взаимодействию с электрофильными реагентами именно этих атомов. Пример: ,[object Object],Ориентанты 1-го рода, повышая электронную плотность в бензольном кольце, увеличивают его активность в реакциях электрофильного замещения по сравнению с незамещенным бензолом. Особое место среди ориентантов 1-го рода занимают галогены, проявляющие электроноакцепторные свойства: -F (+M<–I), -Cl (+M<–I), -Br (+M<–I).Являясь орто-пара-ориентантами, они замедляют электрофильное замещение. Причина – сильное понижение электронной плотности в кольце. ,[object Object]

Ориентанты 2-го рода (мета-ориентанты) ,[object Object],направляют последующее замещение преимущественно в мета-положение. К ним относятся электроноакцепторные группы: ,[object Object],-NO2 (–M, –I); -COOH (–M, –I); -CH=O (–M, –I); -SO3H (–I); -NH3+ (–I); -CCl3 (–I). ,[object Object],Ориентанты 2-го рода уменьшают электронную плотность в бензольном кольце, особенно в орто- и пара-положениях. Поэтому электрофил атакует атомы углерода не в этих положениях, а в мета-положении, где электронная плотность несколько выше. ,[object Object]

Пример: ,[object Object],Все ориентанты 2-го рода, уменьшая в целом электронную плотность в бензольном кольце, снижают его активность в реакциях электрофильного замещения. ,[object Object],Таким образом, легкость электрофильного замещения для соединений (приведенных в качестве примеров) уменьшается в ряду: ,[object Object],толуол C6H5CH3 > бензол C6H6 > нитробензол C6H5NO2. ,[object Object]

Правило ориентации,[object Object],В реакциях электрофильного замещения заместители первого рода ориентируют новый заместитель в орто - и пара- положения, а заместители второго рода в мета- положение. Это объясняется тем, что в этих положениях увеличивается электронная плотность:,[object Object],в незамещенном бензоле С6Н6 электронная плотность в кольце распределена равномерно,[object Object],в замещенном бензоле С6Н5Х под влиянием заместителя Х происходит перераспределение электронов и возникают области повышенной и пониженной электронной плотности. ,[object Object],Это оказывает влияние на легкость и направление реакций электрофильного замещения. ,[object Object],Место вступления нового заместителя определяется природой уже имеющегося заместителя.,[object Object]

Физические свойства аренов,[object Object],Арены – бесцветные жидкости с характерным запахом, высшие гомологи – твердые вещества.,[object Object],Температуры кипения и плавления зависят от размера, количества и расположения боковых цепей. ,[object Object],Изомеры с несколькими радикалами кипят при более высокой температуре, чем изомеры с одним, но большим радикалом. ,[object Object],При сближении радикалов температуры кипения возрастают, так орто-изомеры кипят при более высокой температуре, чем пара- изомеры, температура плавления, наоборот, выше у пара- изомеров. ,[object Object],Изомеры с разветвленным заместителем кипят при более низкой температуре, чем с заместителем нормального строения. ,[object Object]

Химические свойства аренов,[object Object],Химические реакции аренов,[object Object],Присоединение,[object Object],Горение,[object Object],С6Н6 + 15О2 = 12СО2 + 6Н2О,[object Object],Гидрирование,[object Object],С6Н6 + 3Н2 = С6Н12,[object Object],Радикальное хлорирование,[object Object],(уф, каt),[object Object],С6Н6 + 3Cl2= C6H6Cl6,[object Object],Замещение,[object Object],[object Object]

Галогенирование (t, kat)

СульфированиеОкисление,[object Object],Бензол устойчив к действию окислителей. При обычных условиях не обесцвечивает KMnO4и Br2. ,[object Object],Гомологи бензола окисляются легко,[object Object],Реакции замещения аренов проходят по электрофильному механизму, т.к. к π-электронному облаку подходит электрофильная частица. Рассмотрим этот механизм,[object Object]

Химические свойства аренов,[object Object],Химические реакции аренов,[object Object],Присоединение,[object Object],Окисление,[object Object],Бензол и его гомологи хорошо горят:,[object Object],С6Н6+ 15О2 = 12СО2 + 6Н2О,[object Object],Гидрирование,[object Object],С6Н6 + 3Н2 = С6Н12,[object Object],Радикальное хлорирование,[object Object],(уф, каt),[object Object],С6Н6 + 3Cl2= C6H6Cl6,[object Object],Бензол устойчив к действию окислителей. При обычных условиях не обесцвечивает KMnO4 и Br2. ,[object Object],Гомологи бензола окисляются легко,[object Object],Замещение,[object Object],[object Object]

Лекция № 4. Ароматические углеводороды.

Лекция № 4. Ароматические углеводороды.

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot(18)

Similar to Лекция № 4. Ароматические углеводороды.

Similar to Лекция № 4. Ароматические углеводороды.(20)

More from Петрова Елена Александровна

More from Петрова Елена Александровна(18)

Лекция № 4. Ароматические углеводороды.