Downloaded 11 times
More Related Content
Similar to Ароматические углеводороды
Ароматические углеводороды
- 2. Ароматические соединения, илиарены, - это соединения, содержащие в своем составе одно или несколько бензольных колец. ОБЩАЯ ФОРМУЛА: СnH2n-6 Майкл Фарадей Митчерлих
- 3. ОБЩАЯ ФОРМУЛА: СnH2n-6 Ф.Кекуле Атомы углерода находятся в состоянииsp2- гибридизации Негибридные р-орбитали перекрываются над и под плоскостью молекулы образуя единое π- электронное облако
- 4. Модель молекулы иформула бензола Сочетание шести σ-связей с единой π-системой называется АРОМАТИЧЕСКОЙ СВЯЗЬЮ Цикл из 6 атомов углерода, связанных ароматической связью, называется бензольным кольцом (бензольным ядром).
- 5. Критерии ароматичности при явной ненасыщенностисостава (СnH2n-6) бензол и его гомологи проявляют насыщенный характер, т.е. склонны к реакциям замещения устойчивость к действию окислителей наличие единого π- электронного облака в ароматических соединениях
- 6. Правило Хюккеля «Ароматичность» –совокупность особых свойств бензола Плоские циклические соединения, имеющие сопряженную систему - электронов, могут быть ароматическими. если число этих электронов равно 4n + 2 (где n = 0, 1, 2,3 и т.д.). Э.Хюккель вывел правило (1931)
- 7. Гомологический ряд аренов СnH2n-6 Гомологибензола – соединения, образованные заменой одного или нескольких атомов водорода в молекуле бензола на углеводородные радикалы (R): Формула Название C6H6 бензол С6Н5-СН3 метилбензол С6Н5-СН2-СН3 этилбензол С6Н5-СН2-СН3-СН3 пропилбензол С6Н5-СН2-СН3-СН3-СН3 пентилбензол
- 8. Номенклатура аренов Тривиальная Исторически сложившаяся Систематическая 1. названиястроят из названия углеводородного радикала (приставка) и слова бензол (корень) 2. Если радикалов несколько, их положение указывается номерами атомов углерода в кольце, с которыми они связаны
- 9. Заместители в бензольномкольце I рода IIрода группировки атомов, способные отдавать электроны бензольному кольцу (электродоноры) группировки атомов, способные оттягивать на себя электроны от бензольного кольца (электроакцепторы) К ним относятся: NH2 > OH > OR > J > Br > Cl > F > CH3 Они увеличивают электронную плотность кольца, облегчая протекание реакции электрофильного замещения К ним относятся: COOH > SO3H > NO2
- 10. Места присоединения заместителей Мета-,орто-, пара- (сокращенно м-, о-, п-) (от греч. metá — после; ortháós — прямой; pará — против, приставки, употребляемые в органической химии для обозначения положения двух заместителей относительно друг друга в бензольном кольце. Положение заместителей в бензольном кольце
- 11. Орто - положение заместителинаходятся в 1,2-положениях о-Ксилол
- 12. Мета - положение заместители находятсяв 1,3-положениях м-Ксилол
- 13.
- 14. Арены 14 Номенклатура и изомерия CHCH2 CH3 CH3 CH3 стирол (винилбензол) толуол (метилбензол) о-ксилол (1,2-диметилбензол)
- 15.
- 16. Арены 16 Ароматические радикалы CH2 CH фенил С6Н5- бензил С6Н5-СН2 - бензилиден
- 18. Правило ориентации В реакцияхэлектрофильного 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: OH заместитель I рода NO2 заместитель II рода в незамещенном бензоле С6Н6 электронная плотность в кольце распределена равномерно в замещенном бензоле С6Н5Х под влиянием заместителя Х происходит перераспределение электронов и возникают области повышенной и пониженной электронной плотности. Это оказывает влияние на легкость и направление реакций электрофильного замещения. Место вступления нового заместителя определяется природой уже имеющегося заместителя.
- 19. Ориентанты 1-города 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: 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. Ориентанты 1 рода (орто и пара-ориентанты)
- 20. направляют замещениепреимущественно в мета-положение. К ним относятся электроноакцепторные группы: -NO2 (–M, –I); -COOH (–M, –I); -CH=O (–M, –I); -SO3H (–I); -NH3 + (–I); -CCl3 (–I). Ориентанты 2 рода (мета-ориентанты) Все ориентанты 2-го рода, уменьшая в целом электронную плотность в бензольном кольце, снижают его активность в реакциях электрофильного замещения. Таким образом, легкость электрофильного замещения для соединений (приведенных в качестве примеров) уменьшается в ряду: толуол C6H5CH3 > бензол C6H6 > нитробензол C6H5NO2.
- 21.
- 22. Получение ароматических углеводородов Природноесырье нефть Каменный уголь Производственное сырье В зависимости от сырья, арены получают как на предприятиях нефтехимии, так и на металлургических заводах. В зависимости от технологии получения и назначения бензол подразделяют на бензол нефтяной и каменноугольный.
- 23. Реакции получения АРЕНОВ C6H5COONa + NaO H C6H6 + Na2CO3 Бензол и его гомологи могут быть получены сплавлением солей ароматических кислот со щелочью. Гомологи бензола легко получаются из галогенопроизводных реакций Вюрца - Фиттига: C6H5 Br + 2Na + Br - CH3 C6H5 - CH3 + 2NaBr толуол Реакция Фриделя - Крафтса – важный метод получения гомологов бензола: C6H6 + CH3Cl AlCl3 C6H5 - CH3 + HCl Из ацетилена и его гомологов: Cu2Cl2 800 C винилацетилен акт. уголь 4500 C бензол (р. Зелинского) HC CH2 HC C - CH = CH2 HC CH3 Полимеризация. Для алкинов характерны реакции ди-, три- , тетрамеризации, что зависит от условий реакции
- 24. Физические свойства аренов Арены– бесцветные жидкости с характерным запахом, высшие гомологи – твердые вещества. Температуры кипения и плавления зависят от размера, количества и расположения боковых цепей. 1. Изомеры с несколькими радикалами кипят при более высокой температуре, чем изомеры с одним, но большим радикалом. 2. При сближении радикалов температуры кипения возрастают, так орто- изомеры кипят при более высокой температуре, чем пара- изомеры, температура плавления, наоборот, выше у пара- изомеров. 3. Изомеры с разветвленным заместителем кипят при более низкой температуре, чем с заместителем нормального строения. 11
- 25. Химические реакции аренов Горение Замещение Окисление Присоединение С6Н6+ 15О2 = 12СО2 + 6Н2О • Алкилирование • Галогенирование (t, kat) • Нитрование • Сульфирование Бензол устойчив к действию окислителей. При обычных условиях не обесцвечивает KMnO4 и Br2. Гомологи бензола окисляются легко Гидрирование С6Н6 + 3Н2 = С6Н12 Радикальное хлорирование (уф, каt) С6Н6 + 3Cl2 = C6H6Cl6 Химические свойства аренов 12 10
- 26. Реакции замещения аренов Галогенирование Происходитв присутствии катализаторов AlCl3 13,14
- 27. Реакции замещения аренов Нитрование Бензолреагирует с нитрующей смесью 15
- 28. Реакции замещения аренов Алкилирование замещениеатома водорода в бензольном кольце на алкильную группу(алкилирование) происходит под действием алкилгалогенидов (реакция Фриделя-Крафтса) или алкенов в присутствии катализаторов AlCl3, AlBr3, FeCl3 (кислот Льюиса)
- 29.
- 30.