Арены (ароматические углеводороды) - углеводороды, молекулы которых содержат бензольное кольцо - замкнутую, сопряженную электронную п- систему.
Каждый из 6 атомов C находиться во II валентном состоянии значит из 4 орбиталей внешнего уровня 3 орбитали гибридизации 1 не гибридная образует п-связь с соседним атомом C
Каждый из 6 атомов C после гибридизации имеет по одной не гибридной p - орбитали. Таких орбиталей 6. Они расположены перпендикулярно плоскости цикла и перекрывают друг друга над и под циклом, образуя две тороидальные орбитали, которые являются составляющими замкнутой сопряженной единой п - системой.
r
Наличие замкнутой сопряженной п - системы и аренов объясняет особенности их химических свойств: р. защемление и р. присоединение.
Получение: I. Реакция алкилирование - введение в бензольное кольцо алкильного радикала (предельного). 1. Галогеналканами C6H6 + CH3-Br --AlCl3; t-->C6H5-CHBr + HCl 2.Реакция Вюрца - Фиттинга C6H5-Cl + CH3-Cl + 2Na --t-->2NaCl + C6H5-CH3 3.Алканами C6H6 + CH3-CH2=CH2 --H3PO4; t--> C6H5-(CH3)2 II. Ароматизация С-С-С-С-С-С --Pt; t--> C6H6 + 4H2 (n- гексан C6H12) III. Дегидрирование циклоалканами C6H12 --Pt; t--> C6H6 + 3H2 IV. Из каменно-угольной смолы V. Реакция Зелинского 3C2H2 --Cакт; 450-600t-->C6H6
Наличие замкнутой сопряженной п - системы у аренов объясняет особенности их химические свойства: замещение и присоединение.
Физические свойства: Бензол - бесцветная жидкость с приятным запахом, температура кипения 80,1 градус по Цельсию, температура плавления 5,5 градус по Цельсию. ! ЯДОВИТ!
r
Каждый из 6 атомов C находится во || валентности
Наличие замкнутой сопряженной п - системы и аренов объясняет особенности их химических свойств: р. защемление и р. присоединение.
Общая формула: CnH2n-6 (n>6)
r
Каждый из 6 атомов C после гибридизации
Химические свойства
r
Химические свойства:I. Горят коптящим пламенемCnH2n-6 + 1,5 O2 --t--> nCO2 + n-3H2OII. Реакции замещенияпротекают по радикальному механизмубез разрыва п - связейпри наличии заместителя в кольце могут протекать в разных положенияхГалогенирование !!!Бензол реагирует только с чистыми галогенами!!!C6H6 + Cl2 --AlCl3; t--> C6H5-Cl +HCl!!! 2C6H5-CH3 + 2Cl2 --AlCl3;t-->C6H5-CH3-Cl + C6H5-CH3-Cl + 2HCl(Cl2-раствор; (Cl-орто) (Cl-пара)недостаток)!!! 2C6H5-CH3 + 3Cl2 --AlCl3;t--> C6H3-CH3-Cl-Cl-Cl + 3HCl(Cl2-избыток) (Cl-в орто и пара положение)!!! 2C6H5-CH2Cl + Cl2 -> C6H3-CH2Cl-Cl+ HCl(Cl-в мето положении)НитрированиеC6H6 + HNO3 --H2SO4-->C6H5-NO2 + H2O(раствор)C6H6- CH3 + 3HNO3 --H2SO4--> C6H3-CH3-NO2-NO2-NO2 + 3H2O(концентрированное)III. Реакции присоединениепо радикальному механизмус разрывом сопряженных п - связейХлорированиеC6H6 + 3Cl2 --свет-->C6H6Cl12ГидрированиеC6H6+ 3H2 --Pt;t-->C6H12IV. Окисление!!! Бензол не окисляется KMnO4 и не обесцвечивает его!!!!!! Окисляться может только баковая цепь!!!5C6H5-C2H5 + 12KMnO4 + 18H2SO4 --t--> 5C6H5-C=O +5CO2|OH+6K2So4 + 12MnSO4 +23H2OV. Реакция в заместители Реакция присоединенияC6H5-CH=CH2 + H2 --Ni;t--> C6H5-CH2-CH3!!! Точно так же протекают реакции галогенирование, гидратации, гидрогалогенирования, полимеризации!!!Реакция замещенияЕсли радикал в кольце содержит несколько атомов C, замещение протекает у менее гидрированногоC6H5-CH2-CH3 + Br2 --свет--> C6H5-CHBr + HBr
II. Реакции замещения -протекают по радикальному механизму -без разрыва п - связей -при наличии заместителя в кольце могут протекать в разных положениях 1. Галогенирование !!!Бензол реагирует только с чистыми галогенами!!! C6H6 + Cl2 --AlCl3; t--> C6H5-Cl +HCl !!! 2C6H5-CH3 + 2Cl2 --AlCl3;t-->C6H5-CH3-Cl + C6H5-CH3-Cl + 2HCl (Cl2-раствор; (Cl-орто) (Cl-пара) недостаток) !!! 2C6H5-CH3 + 3Cl2 --AlCl3;t--> C6H3-CH3-Cl-Cl-Cl + 3HCl (Cl2-избыток) (Cl-в орто и пара положение) !!! 2C6H5-CH2Cl + Cl2 -> C6H3-CH2Cl-Cl+ HCl (Cl-в мето положении) 2. Нитрирование C6H6 + HNO3 --H2SO4-->C6H5-NO2 + H2O (раствор) C6H6- CH3 + 3HNO3 --H2SO4--> C6H3-CH3-NO2-NO2-NO2 + 3H2O (концентрированное)
r
III. Реакции присоединениепо радикальному механизмус разрывом сопряженных п - связейХлорированиеC6H6 + 3Cl2 --свет-->C6H6Cl12ГидрированиеC6H6+ 3H2 --Pt;t-->C6H12
III. Реакции присоединение -по радикальному механизму -с разрывом сопряженных п - связей 1.Хлорирование C6H6 + 3Cl2 --свет-->C6H6Cl12 2.Гидрирование C6H6+ 3H2 --Pt;t-->C6H12
r
IV. Окисление!!! Бензол не окисляется KMnO4 и не обесцвечивает его!!!!!! Окисляться может только баковая цепь!!!5C6H5-C2H5 + 12KMnO4 + 18H2SO4 --t--> 5C6H5-C=O +5CO2|OH+6K2So4 + 12MnSO4 +23H2O
Характеристика заместителей в бензольном кольце: 1. Заместители I рода а) обогащают бензольное кольцо своеё электронной плотностью, которая распределяется в кольце 2,4,6 (орто и пара) б) последующие заместители будут замещаться в кольце именно в положениях 2,4,6 в) к ним относят: -все углеводородные радикалы -галогены -аминогруппа -гидроксогруппа 2. Заместители II рода а)вытягивают из кольца электронную плотность б)затрудняют реакции замещения в положении 2,4,6 в)направляют все последующие заместители в мето положени (3,5) г) к ним относятся: -все функциональные группы, -содержащие кислород !КРОМЕ OH! -галогенозамещенные радикалы
V. Реакция в заместители 1.Реакция присоединения C6H5-CH=CH2 + H2 --Ni;t--> C6H5-CH2-CH3 !!! Точно так же протекают реакции галогенирование, гидратации, гидрогалогенирования, полимеризации!!! 2.Реакция замещения Если радикал в кольце содержит несколько атомов C, замещение протекает у менее гидрированного C6H5-CH2-CH3 + Br2 --свет--> C6H5-CHBr + HBr
IV. Окисление !!! Бензол не окисляется KMnO4 и не обесцвечивает его!!! !!! Окисляться может только баковая цепь!!! 5C6H5-C2H5 + 12KMnO4 + 18H2SO4 --t--> 5C6H5-C=O +5CO2 | OH +6K2So4 + 12MnSO4 +23H2O
r
V. Реакция в заместители Реакция присоединенияC6H5-CH=CH2 + H2 --Ni;t--> C6H5-CH2-CH3!!! Точно так же протекают реакции галогенирование, гидратации, гидрогалогенирования, полимеризации!!!Реакция замещенияЕсли радикал в кольце содержит несколько атомов C, замещение протекает у менее гидрированногоC6H5-CH2-CH3 + Br2 --свет--> C6H5-CHBr + HBr
