Aрены (ароматические УВ)

1. АРЕНЫ (ароматические УВ)

1

2.

Термин «ароматические соединения» имеет
историческое происхождение. Первые
соединения этого ряда либо обладали
приятным запахом, либо были выделены из
душистых природных продуктов (эфирных
масел, растительных смол и бальзамов).
Например, толуол - из «толуанского
бальзама» и назван в честь колумбийского
города Толу, откуда в свое время вывозился
этот бальзам.
2

3. История открытия

Впервые АУВ описал
немецкий химик Иоганн
Глаубер, который
получил их в 1651 году в
результате перегонки
каменно-угольной смолы.

4. Второе рождение

Своё второе рождение бензол получил, благодаря
работам М. Фарадея в 1825 г., который выделил его из
жидкого конденсата светильного газа.
СГ – это смесь водорода (50 %), метана (34 %), угарного газа (8 %)
и других горючих газов, получаемая при пиролизе каменного
угля или нефти.

5. Новое получение

В 1833 году немецкий физикохимик Эйльгард Мичерлих
получил бензол при сухой
перегонке кальциевой соли
бензойной кислоты
(бензоат кальция).

6. гексадиен – 1,5 – ин - 3

С6Н6
гексадиен – 1,5 – ин - 3
Какими свойствами должно
обладать вещество такого
строения?
6

7.

Качественные реакции на
кратную связь:
1) обесцвечивание раствора брома;
2) обесцвечивание водного раствора
KMnO4 в кислой среде.

8.

Строение молекулы бензола
H
H
H
C
H
C
C
C
C
C
А. Кекуле
(1865 г.)
H
H
Бензол = бензен =
циклогексатриен – 1,3,5
8

9.

10.

Строение молекулы бензола
10

11.

11

12. Арены (ароматические УВ)

группа соединений карбоциклического ряда,
молекулы которых содержат устойчивую
циклическую группировку из шести атомов
углерода (бензольное кольцо), с замкнутой
системой сопряженных связей и,
обладающую особыми физическими и
химическими свойствами.
Общая формула - СnН2n-6
при n ≥ 6
12

13.

Ароматические радикалы
CH2
фенил
бензил
13

14.

Номенклатура и изомерия
CH
CH2
стирол
(винилбензол)
CH3
толуол
(метилбензол)
14

15.

CH3
CH3
CH3
CH3
о-ксилол
(1,2-диметилбензол)
CH2CH2CH3
CH3
м-ксилол
(1,3-диметилбензол)
CH3
CH3
CH
пропилбензол
CH3
п-ксилол
(1,4-диметилбензол)
изопропилбензол (кумол)
15

16.

Способы получения бензола
Ароматизация алканов
H2C
CH2
CH3
H2C
CH3
CH2
гексан
Cr2O3
-4H2
бензол
16

17.

Синтез из ацетилена (1927г. Н.Д. Зелинский)
CH
CH
CH
HC
CH
CH
C (актив.)
400°С
бензол
17

18.

Получение гомологов бензола
Реакция Вюрца—Фиттига
Br + 2Na + Br
C2H5
C2H5
+ 2NaBr
бромбензол
этилбензол
Реакция Фриделя—Крафтса
(алкилирование)
+ C2H5Cl
C2H5
AlCl3
+ HCl
этилбензол
18

19. Физические свойства

Бензол представляет собой бесцветную,
легкоподвижную жидкость с температурой
кипения +80ºС и температурой плавления + 5ºС.
Обладает своеобразным запахом, горит сильно
коптящим пламенем, легче воды и не
растворяется в ней.
Пары бензола с воздухом образуют взрывчатую
смесь.

20.

Химические
свойства.
20

21.

Реакции замещения.
Галогенирование
Cl
+ Cl2
FeCl3, 25°C
+ HCl
хлорбензол
С6Н6 + Br2
C6H5Br + HBr
21

22.

CH3
+ Cl2
+ HNO3
CH2Cl
hv
H2SO4 (конц.)
+ HCl
NO2
+
H2O
нитробензол
22

23.

Реакции присоединения
+ 3H2
С6Н6 + 3Cl2
Pt, 150°C
C6H6Cl6
23

24.

Окисление
OH
CH3
[O]
C
C
OH
OH
толуол
O
OH
-H2O
бензойная
кислота
С7Н8 + 9О2 = 7СО2 + 4Н2О
24

25. Химические свойства производных бензола

25

26.

Эффекты заместителей в реакциях
замещения
1. Заместители (ориентанты) первого рода:
—ОН, —OR, - R, —OCOR, —SH, —NH2, —NHR,
- Hal.
Эти заместители смещают электронную плотность в
сторону бензольного кольца, т.е. обладают
электронодонорными свойствами. Они активируют
бензольное кольцо, облегчая вхождение реагентов в
бензольное кольцо, ориентируя новый заместитель в
орто- и пара-положение и поэтому их называют:
орто- и пара- ориентантами.
26

27.

CH3
-
-
толуол
27

28.

OH
-
-
фенол
28

29.

Cl
-
-
хлорбензол
29

30.

аминобензол

31.

2. Заместители (ориентанты) второго рода:
—CN, —СООН, —SO3H, —СНО, —COR, —COOR,
—NO2 , - Hal, —ОН, —NH2 . Эти заместители
смещают электронную плотность от бензольного
кольца, т.е. они обладают электроноакцепторными
свойствами. Эти заместители дезактивируют
бензольное кольцо, затрудняя вхождение
электрофильных реагентов. При этом вновь входящий
заместитель ориентируют в мета-положение, поэтому
их называют мета-ориентантами.
31

32.

O
O
N
нитробензол
-
-
32

33.

H
O
C
-
-
бензальдегид
33

34.

Влияние заместителей на
реакционную способность
CH3
CH3
CH3
CH3
NO2
HNO3 (H2SO4)
-H2O
+
+
NO2
NO2
58%
COOH
38%
COOH
4%
COOH
COOH
NO2
HNO3 (H2SO4)
-H2O
+
+
NO2
NO2
17%
3%
80%
34

35.

CH3
CH3
CH3
NO2
+
CH3
CH3
C
CH3
58%
HNO3 (H2SO4)
-H2O
NO2
37%
CH3
CH3
C
CH3
CH3
CH3
C
CH3
NO2
+
16%
NO2
73%
35