Реакции электрофильного замещения: галогенирование, нитрование, сульфирование, алкилирование, ацилирование. Механизм реакции электрофильного замещения. Понятие о p- и s-комплексах, их строение. Энергетическая диаграмма. Влияние заместителей на направление и скорость электрофильного замещения. Галогенирование и нитрование боковых цепей. Окисление бензола и его гомологов. Озонолиз. Реакции присоединения: гидрирование, галогенирование.
Нафталин: строение, ароматичность, номенклатура. Химические свойства: реакции электрофильного замещения (галогенирование, нитрование, сульфирование, ацилирование); реакции присоединения, гидрирование, галогенирования. Окисление. a- и b-Нафтолы и нафтиламины. Бифенил, трифенилметан. Понятие об устойчивых радикалах.
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
В силу строения бензольного кольца для ароматических соединений ряда бензола характерны реакции электрофильного замещения.
Конкуренция между присоединением нуклеофильной частицы и отрывом протона в реакции бензониевого иона.
-реакция 1 не происходит;
-реакция 2 происходит:
В p-комплексе p-электронная система бензола выступает как донор электронов, а электрофильный агент действует как акцептор электронов. Однако образование и диссоциация p-комплекса происходят очень быстро, и образование p-комплекса в большинстве случаев не оказывает существенного влияния ни на скорость реакции, ни на природу подавляющего большинства образующихся соединений.
Бензол вступает в следующие реакции:
Нитрование.
Нитрующие агенты HNO3
, HNO3
/H2
SO4
, HNO3
и CH3
COOH, HNO3
/(СН3
СО)2
О, NO2
BF4
и др.
Природа нитрующих агентов:
Условия, температура, концентрация.
Галогенирование.
Одним из наиболее часто используемых катализаторов является безводный хлорид алюминия. Функция катализатора состоит в связывании с галогеном.
Сульфирование.
Для сульфирования часто применяется серная кислота, содержащая избыток SO3
.
кислотно-основное равновесие между двумя молекулами серной кислоты.
Хотя серный ангидрид не несет положительного заряда, но он обладает дефицитом электронов, и, следовательно, является кислотой.
Поскольку бензолсульфокислота - сильная кислота, то она сильно диссоциирует. Реакция сульфирования - обратимая. При взаимодействии бензолсульфокислоты с перегретым паром при 1800
С образуется бензол.
Алкилирование по Фриделю-Крафтсу.
Принято два возможных механизма реакции:
Во втором случае можно предполагать, что электрофилом служит алкильная группа полырного комплекса AlCl3
с алкилгалогенидом.
Реакции окисления.
1). Бензольное кольцо в обычных условиях окисляется с трудом. При действии кислорода воздуха на бензол в присутствии V2
O5
(пятиокись ваннадия) при температуре 4000
С получается малеиновый ангидрид.
2). Окисление алкилпроизводных бензола идет с образованием карбоксилсодержащих бензольных производных:
3). Озонирование.
4). Каталитическое окисление О2
в присутствии медного катализатора.
Правила ориентации в бензольном кольце
Введение заместителя в молекулу бензола требует ответа на два вопроса:
1. Какое влияние оказывает заместитель на скорость реакции - затрудняет или ускоряет?
2. Куда он направляет электрофильную частицу Е+
, в какое положение?
Эти вопросы связаны с перераспределением электронной плотности в бензольном кольце (I-эффект и С-эффект).
Примеры нитрования бензола, нитробензола, толуола.
Рассмотрим два типа заместителей:
+ I-эффект
s, p -гиперконъюгация
сверхсопряжение + С
|
- I-эффект
- С
|
Донор (увеличение электр. плотности)
активизирует
|
Акцептор (уменьшение электр. плотности)
деактивизирует
|
|
|
Рядактивности:
NH2
> OH > OR > Cl > I > Br > CH3
; COOH > SO3
H > NO2
.
Ориентация:
Особенности влияния галогенов.
Галогены являются о-,п-ориентантами, но в то же время дезактивируют кольцо.
Влияние заместителей в ядре на электрофильное замещение.
орто-, пара- Ориентанты |
мета-Ориентанты |
Активирующие |
Дезактивирующий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дезактивирующие |
|
|
|
Хотя заместители и подразделяются для удобства на 2 класса - о-, п- и м-ориентанты, однако практически существует очень мало реакций, в которых образовались бы только о-, п- или м-замещенные. Большинство реакций приводит к получению всех трех изомеров, а ориентирующее влияние сказывается просто в том, какой из них образуется в избытке.
В приведенной таблице показано, что большинство заместителей о-, п-направляющих больше дают продуктов пара-замещенных, чем орто, несмотря на то, что орто-положений два. Причиной тому служат стерические факторы.
Распределение изомеров при нитровании производных бензола.
R |
Распределение продуктов, % |
орто |
пара |
мета |
|
58 |
38 |
4 |
|
12 |
88 |
- |
|
30 |
70 |
- |
|
37 |
62 |
1 |
|
38 |
60 |
2 |
|
19 |
1 |
80 |
|
27 |
<3 |
70 |
|
- |
11 |
89 |
Электрофильное замещение в дизамещенных бензолах
При наличии двух заместителей, действующих несогласованно, разного типа место вступления заместителя определяет активирующий (электронодонорный) заместитель.
Если оба ориентанта одного типа, то место вступления определяет более сильный, а если заместители не очень отличаются по силе, то образуются смеси продуктов.
Ориентация в дизамещенных может быть и согласованной:
Другие работы по теме:
Газовые шлейфы автотранспорта
Топливо и выхлопные газы. Каковы последствия воздействия смеси выхлопных газов автотранспорта на здоровье населения. Загрязнение атмосферы выхлопными газами. Средние и максимальные концентрации вредных примесей в воздухе Москвы.
Толуол свойства, применение, получение
Реферат на тему «Арены. Толуол.» Выполнил Проверила: 2002 г. План: 1. Арены Стр. 3 2. Толуол – формула, строение. Стр. 4 3. Физические свойства. Стр. 5 4. Химические свойства
Аэроформинг
Введение Одним из основных процессов производства неэтилированных высокооктановых бензинов является процесс каталитического риформинга, осуществляемый на платиновых или полиметаллических катализаторах.
Алканы
Алканы - это предельные углеводороды, в молекулах которых все атомы связаны одинарными связями. Формула - Физические свойства Температуры плавления и кипения увеличиваются с молекулярной массой и длиной главной углеродной цепи
Бензол
Бензол — органическое соединение C6H6, простейший ароматический углеводород. 1. СТРОЕНИЕ БЕНЗОЛА Бензольное ядро представляет собой шестичленную циклическую молекулу образованную шестью - связями, а также единой электронной системой из шести электронов.
Синтез бензальанилина
Методы синтеза и химические свойства аминов. Изомерия в ряду алифатических аминов и восстановление нитросоединений. Получение первичных, вторичных ароматических аминов. Получение третичных аминов. Реагенты и оборудование и синтез бензальанилина.
Карбоновые кислоты и их производные
Одноосновные карбоновые кислоты. Общие способы получения. Двухосновные кислоты, химические свойства. Пиролиз щавелевой и малоновой кислот. Двухосновные непредельные кислоты. Окисление оксикислот. Пиролиз винной кислоты. Сложные эфиры. Получение жиров.
Ароматические соединения с конденсированными ядрами
Понятие ароматических соединений с конденсированными ядрами, их сущность и особенности, общая формула, основные химические свойства, реакционность. Изомерия и номенклатура монозещенного нафталина, его структура и строение. Получение и применение нафтолов.
Алифатические нитросоединения
Понятие нитросоединений, их сущность и особенности, основные химические свойства. Классификация нитросоединений, их разновидности и характеристика, отличительные черты и способы получения. Парофильное нитрование, его применение в промышленности.
Алифатические амины
Понятие аминов, их сущность и особенности, общая формула и основные химические свойства. Классификация аминов на ароматические и алифатические, их отличительные черты. Особенности алифатических аминов, способы их получения и характерные реакции.
Углеводороды (таблица)
Предельные углеводороды . Непредельные углеводороды . Ароматические или Арены Алканы Циклоалканы Алкены Диеновые Алкины 1.Общая формула CnH2n -МЕТАН
Таблица по разделу Органическая химия
Предельные углеводороды . Непредельные углеводороды . Ароматические или Арены Алканы Циклоалканы Алкены Диеновые Алкины 1.Общая формула CnH2n -МЕТАН
Нефть
Реферат на тему “Нефть”. Нефть -масляная горючая жидкость обычно темного цвета со своеобразным запахом она немного легче воды и в ней не растворяется.
Диеновые углеводороды
К диеновым углеводородам относятся органические соединения с общей формулой , в молекулах которых имеются две двойные связи. глеводородов с двумя двойными связями очень много. Практически значимыми диеновыми углеводородами являются 1,3- бутадиен, или дивинил CH
Ненасыщенные альдегиды и кетоны
Ненасыщенные альдегиды и кетоны, в зависимости от взаимного расположения двойной и карбонильной групп в молекуле, могут быть поделены на три группы: с сопряженными (CH=CH2-COCH3 - метилвинилкетон, бутен-1-3-он; CH2=CHCHO - акролеин, пропеналь), кумулированными (кетены CH2=C=O) и изолированными (CH2=CHCH2CH2CH2COCH3) связями.
Синтез нитрокарбоновой кислоты адамантана
Каркасные соединения. Пространственные изомеры. Химические свойства адамантана. Синтез алифатических, ароматических и адамантанкарбоновых кислот. Исходные вещества. Дикарбоновые кислоты. Окисление углеводородов. Гидролиз нитрилов, жиров и спиртов.
Жидкофазное и газофазное гидрирование углеводородов
Оформление реакционного узла жидкофазного гидрирования углеводородов. Классификация реакций жидкофазного гидрирования в зависимости от формы катализатора. Влияние термодинамических факторов на выбор условий процесса. Селективность реакций гидрирования.
Амины
Аминами называются органические производные аммиака, в котором один, два или все три атома водорода замещены на углеводородные радикалы ( предельные, непредельные, ароматические).
Перегонка нефти
Упоминания о нефти в трудах древних историков и географов. Нефть в XX веке как основное сырьё для производства топлива и множества органических соединений. Технологические процессы перегонки нефти: термический, каталитический крекинг, риформинг.
1. 1 Применение биосурфактантов 8
Содержание Введение 7 1 Литературный обзор 8 1.1 Применение биосурфактантов 8 1.2 Классификация биосурфактантов 10 1.3 Физико-химические свойства биосурфактантов 13
Важнейшие природы соединения алюминия
Варнавский Важнейшие природные соединения алюминия. Каолинит: 2SiO Каолинит - минерал подкласса слоистых силикатов, главная составная часть белой, огнеупорной, и фарфоровой глины. Обычно является продуктом выветривания. Имеет две полиморфные модификации - диккит и накрит. Каолинит сильно гигроскопичен.
Ароматизированные лаки
Сложно представить окружающий нас мир свободным от ароматов. Это, своего рода, жизнь в «капсуле». Ничего хорошего, не правда ли? Ощущение же запахов добавляет одно из наиболее значимых измерений в наше восприятие мира.
ЕГЭ по химии 2012 Кодификатор PDF
Единый государственный экзамен по ХИМИИ Кодификатор элементов содержания и требований к уровню подготовки выпускников общеобразовательных учреждений для проведения в 2012 году
В.В. Марковников
Российский химик-органик, автор исследований в области теории химического строения и химии нефти.