3.3. Алкилирование по Фриделю-Крафтсу.
В присутствии катализаторов кислот Льюиса (AlCl3; FeCl3; SnCl4; BF3; ZnCl2 и др.), а также протонных кислот (HF; H2SO4; H3PO4), арены алкилируются галогеналканами, алкенами или спиртами с образованием алкилбензолов:
Эта реакция имеет большое промышленное значение.
Однако недостатками этого способа являются:
1) образование в качестве побочных продуктов полиалкилзамещенных соединений, при этом предпочтительнее образуются 1,4-дизамещенные продукты;
2) изомеризация алкильных радикалов в процессе реакции, что приводит к получению смеси изомерных алкилбензолов:
3.4. Восстановление ароматических кетонов (по Клеменсену).
Алкилбензолы получают восстановлением ароматических кетонов, которые образуются при взаимодействии бензола с хлорангидридами кислот по реакции ацилирования Фриделя-Крафтса:
3.5. Сплавление солей ароматических кислот со щелочами.
натриевая соль бензол
бензойной кислоты
3.6. Декарбоксилирование ароматических кислот.
Реакции декарбоксилирования протекают при нагревании в присутствии катализаторов - оксидов металлов:
бензойная кислота бензол
коричная кислота стирол
Физические свойства аренов.
Арены - это обычно жидкости и реже твердые вещества с сильным специфическим запахом.
Температура кипения бензола (80,10 С) выше температуры кипения гексана (68,80 С).
В ряду гомологов бензола каждая новая группа СН2 повышает температуру кипения на 300 С.
Температура кипения и температура плавления аренов зависят от состава и изомерии боковых цепей, а также от их положения относительно друг друга.
1) Изомеры с несколькими радикалами кипят при более высокой температуре, чем изомеры с одним более сложным радикалом:
2) Изомеры, имеющие заместитель с нормальным строением, кипят при более высокой температуре, чем изомеры с изостроением заместителя;
3) При сближении радикалов температура кипения обычно возрастает. Поэтому, орто-изомеры обычно кипят при более высокой температуре, чем пара-изомеры;
4) Изомеры с симметричным строением имеют более высокую температуру плавления. Поэтому пара-изомеры плавятся при наиболее высокой температуре.
Плотность и показатели преломления аренов значительно выше, чем алифатических и алициклических углеводородов.
Арены почти нерастворимы в воде, но смешиваются во всех соотношениях с органическими растворителями - спиртами, эфиром, ацетоном и др.
Химические свойства аренов
Для аренов наиболее характерными являются реакции электрофильного замещения, а в реакции присоединения они вступают с трудом, только при наличии особых условий, таких как интенсивное освещение или в присутствии катализаторов.
Для гомологов бензола характерны также реакции с участием боковой цепи.