Ароматичні вуглеводні сполуки
Информация - Химия
Другие материалы по предмету Химия
умол
[O]
------------------ ,
KMnO4, KOH
Трет-Бутилбензен
[O], t0
---------------- + 3 CO2.
KMnO4, H2SO4(конц.)
Полізаміщені гомологи бензену при окисненні дають багатоосновні кислоти:
[O]
--------- ,
KMnO4, KOH
n-Ксилол Бензен-1,4-дикарбонова (терефталева) кислота
[O]
----------- .
KMnO4, KOH
Дурол (1,2,4,5-тетраметил-бензен) Бензен-1,2,4,5- тетракарбонова (піромелітова) кислота
Можна здійснити і селективне окиснення тільки одного алкільного радикала при дії на дизаміщений арен гарячою розведеною азотною кислотою
[O]
--------- ,
HNO3 (розв.)
о-Ксилол о-Толуїлова кислота
[O]
------- .
HNO3 (розв.)
n-Цимол n-Толуїлова кислота
Реакції окиснення використовують для ідентифікації аренів (одержуючи певну кислоту, за її будовою встановлюють взаємне розміщення бокових ланцюгів у вихідному алкілбензені) і для промислового добування важливих продуктів. Наприклад, терефталеву кислоту піддають сополімеризації з багатоатомним спиртом, внаслідок чого утворюються важливі поліестери.
ВЛАСТИВОСТІ ПОЛІЯДЕРНИХ АРЕНІВ
Ароматичні вуглеводні з неконденсованими ядрами вступають у реакції електрофільного заміщення значно легше, ніж бензен, - подібно до толуолу. Причому утворюються переважно продукти n-заміщення:
+ 2HO-NO2 ------+ H2O.
ДифенілH2SO44,4-Динітридифеніл
Ди- і трифенілметани, крім того, піддаються реакціям радикального заміщення та окиснення за sp3-гібридизованим атомом карбону, наприклад:
Br2, УФ
-----> + HBr
Бромдифенілметан
Дифенілметан [O]
------>
CrO3, t0 Бензофенон
Конденсовані поліарени виявляють ще більшу схильність до реакцій електрофільного заміщення, які проходять в основному за a-положенням.
+Br2, 400C
---------->+ HBr
CH3COOH 1-Бромнафталін
HO-NO2
----------> +H2O
H2SO41-Нітронафталін
CH3COCl
------------> + HCl
AlCl31-Ацетонафтон
Сульфування нафталіну залежно від температури може давати різні продукти, один з яких здатний ізомеризуватися в інший за певних умов:
HO-SO3H, 80оC
----------> +H2O
Нафталін-1-сульфонова кислота
HO-SO3H, 160оC
---------->
Нафталін-2-сульфонова кислота
Якщо нафталін вже містить один замісник, то орієнтація вступу другого замісника підлягає певним правилам, схематично які можна зобразити так:
І родуІ роду
ІІ родуІІ роду
Реакції, що супроводжуються порушенням ароматичності, для нафталіну проходять легше, ніж для бензену. Він може відновлюватися навіть воднем у момент виділення, наприклад, внаслідок взаємодії Na із спиртом.
Окиснюється нафталін також значно легше порівняно з бензеном і може давати різні продукти залежно від умов
У заміщених похідних нафталіну окисненню піддається кільце з підвищеною електронною густиною:
І роду [O]
----------.
Фталева кислота
ІІ роду
[O]
--------
Заміщена фталева кислота
Антрацен і фенантрен характеризуються ще більшою реакційною здатністю, ніж нафталін. У реакціях SE переважно утворюються продукти заміщення у положенні 9:
Br2
------ + HBr,
FeBr3
Антрацен 9-Бромантрацен
+ Br2 --- + HBr.
Фенантрен 9-Бромфенантрен
Нітрування, алкілування, ацилювання триядерних конденсованих аренів також проходить в положенні 9, а сульфування - залежно від концентрації H2SO4 може давати a,a(1,8)- чи b,b(2,6)-продукти:
HO-SO3H (розв.)
------------ + H2O,
Aнтрацен-2.6-дисульфонова кислота
HO-SO3H (конц.)
------------- + H2O.
Антрацен-1,8-дисульфонова кислота
Ці поліарени легко відновлюються до дигідропохідних і легко окиснюються до відповідних хінонів. Наприклад, антрацен при відновленні воднем (Na+C2H5OH) дає 9,10-дигідроантрацен, а при окисненні хромовою сумішшю - антрахінон-9,10. Аналогічні продукти утворює і фінанентрен.
Антрахінон і фенантренхінон є сировиною для добування багатьох барвників (алізарину, індатренового синього та ін.) та лікарських препаратів.
ОДЕРЖАННЯ АРЕНІВ
Більшість аренів мають важливе практичне значення, тому їх виробляють у великій кількості багатьма способами.
1 Фракційне розділення камяновугільної смоли. Із 1т вугілля внаслідок коксування одержують близько 55кг камяновугільної смоли, з якої виділяють приблизно 0,9кг бензену, 2,3кг нафталіну, 200г толуолу, 45г ксилолів, а також невеликі кількості a- і b-метилнафталінів, антрацену, фенантрену, дифенілу. Оскільки коксування вугілля - це багатотоннажне виробництво, виділення аренів із смоли досягає великих обємів.
2 Ароматизація насичених вуглеводнів нафти, під час якої проходять процеси циклізації, дегідрування, ізомеризації:
Дегідрування шестичленних циклоалканів проводять при каталітичному риформінгу - нагріванні нафтових фракцій до 5000С під тиском 17-50 Атм на алюмокобальтовому чи палад?/p>