Ароматические углеводороды 1825г. –бензол открыт Фарадеем 1865г. – Кекуле предложил формулу как циклогексатриен- 1,3,5 (формула Кекуле) Л.Полинг – Пи-система. - презентация

1 Ароматические углеводороды 1825г. –бензол открыт Фарадеем 1865г. – Кекуле предложил формулу как циклогексатриен- 1,3,5 (формула Кекуле) Л.Полинг – Пи-система

2 Ароматические УВ – УВ, имеющие ароматическую электронную структуру. Правило Хюккеля (требования к ароматической системе): плоская, циклическая, сопряженная, полиеновая система, содержащая 4n+2 делокализованных Пи- электронов.

3

4 Бензол и его гомологи Для гомологов бензола характерна изомерия положения заместителей: 1). 1,2-диметилбензол (орто-ксилол) 2). 1,3-диметилбензол (мета-ксилол) 3). 1,4-диметилбензол (пара-ксилол). Простейший гомолог бензола –толуол или метилбензол, затем – этилбен зол, пропилбензол и т.д.

5 Номенклатура АУВ 1). Атомы в ароматических УВ нумеруют, начиная от старшего заместителя (метил-) к младшему по самому короткому пути (как по часовой, так и против часовой стрелки). Например, 1-метил-2-этилбензол, 1,3-диметилбензол (мета-ксилол), Орто-бром-толуол, пара-нитро-толуол

6 Физические свойства Бензол и его простейшие гомологи – токсичные (ПДК 5 мг/м) жидкости с характерным неприятным запахом, плохо растворяются в воде, хорошо – в органических растворителях.

7

8 Химические свойства бензола Особенности строения обуславливают специфические свойства: повышенную устойчивость вследствие понижения энергии из-за Пи-системы. Характерны реакции замещения атомов водорода в ароматическом ядре при сохранении Пи-системы. Реакции присоединения в ядро протекают в жестких условиях.

9 Химические свойства бензола (продолжение) 1. Реакции электрофильного замещения: А) бромирование: бензол+бром = бромбензол + бромоводород (катализатор – бромид желез – 3). При галогенировании гомологов бензола замещение атома водорода происходит по альфа-углеродному атому боковой цепи и без кат., но на свету. Б). Нитрование бензола и его гомологов: Толуол + нитрующая смесь (азотная и серная кислоты) = смесь изомеров нитротолуола

10 Химические свойства бензола (продолжение) 2. Реакции присоединения. А). Гидрирование: бензол+ водород = циклогексан (Pt, T более высокая, чем для алкенов). Б). Хлорирование: бензол + хлор = гексахлорциклогексан, или гексахлоран (свет, свободнорадикальный механизм как и для метана)

11 Химические свойства бензола (продолжение) 3. реакции окисления: А) Бензол не обесцвечивает раствор перманганата калия. Гомологи бензола окисляются раствором перманганата калия при нагревании. Б) Бензол горит сильно-коптящим пламенем (почему?)

12

13 Получение бензола 1. Основной источник – нефть и каменноугольная смола. 2. Синтетические способы: А). Дегидрирование циклогексана Б). Ароматизация алканов: гексан = бензол + 4H, В). Тримеризация ацетилена (акт. Уголь, 400 градусов)

14 Получение гомологов Г). Синтез Вюрца: бромбензол + бромэтан + цинк = этилбензол + бромид цинка. Д). Алкилирование: бензол + Алкен (этилен) = Этилбензол (катализатор – фосфорная кислота). Или бензол + хлорметан = метилбензол (толуол) + хлороводород (катализатор – хлорид алюминия) – реакция Фриделя- Крафтса

15

16 Применение бензола и его гомологов 1. Растворитель. 2. Для получения красителей на основе анилина (бензол-нитротбензол-анилин). 3. Полимеры (бензол –этилбензол – стирол) (или бензол-хлорбензол-фенол). 4. Лекартсвенные средства. 5. Взрывчатые вещества: тринитротолуол (тротил, тол). 6. Бензойная кислота-продукт окисления толуола – консервант продуктов.

17

18

19

20

21

22