Ароматические углеводороды

это углеводороды, в молекулах которых содержаться одно или несколько бензольных колец, особая циклическая группировка из шести атомов углерода.

Классификация аренов

♦ моноциклические(одноядерные) ♦ полициклические

•конденсированные •неконденсированные

бензол нафталин дифенил

монозамещенные: дизамещенные:

СН3 СН3 антрацен СН2

дифенилметан

м-ксилол

толуол

СН3

Бензол

Н

Н С Н С(3σ – 3е) угол = 120

ПСМ - плоскостное

С С С*… Lc_c = 0,140 нм

С С S + 2P SP

Н С Н + 2 3

Н

CnH2n-6, n ≥ 6 СН3 С2Н5 СН3

C6H6 C7H8 C8H10 СН3

C6H5- CH3 C6H5- C2H5

метилбензол C6H4- (CH3) 2 этилбензол 1,2-диметилбензол

(толуол)

У гомологов и производных бензола – изомерия взаимного положения (о-ксилол) заместителей (число и строение заместителей)

СН3 СН3 СН3 C8H10 С2Н5 СН3

СН3

этилбензол 1,3-диметилбензол 1,2-диметилбензол СН3 1,4-диметилбензол

м-ксилол о-ксилол n-ксилол

tкип = 139 tкип = 141 tкип = 136

tпл = -54 tпл = -27 tпл = +15

Физические свойства :

C6H6 - б/ц жидкость с характерным запахом, нерастворим в воде, растворяется в полярных растворителях : спирт, хлороформ. Огнеопасен, токсичен.

tкип = 81,1

tпл = 5,53

Химические свойства :

I. р. Окисления

1) Горение

t

2C6H6 + 15О2 → 12O2↑ + 6Н2О - горит коптящим пламенем

2) Отношение к окислителям: при н.у. с KMnO4, Br2 не взаимодействует. В жестких условиях идет окисление О2 воздуха в присутствии V2O5 при t = 350 – 400, при этом образуется малеиновый ангидрид.

V2O5 HC C O

+ 4,5О2 → O + 2CO2↑ + 2H2O

t HC C O

малеиновый ангидрид

Легче окисляются гомологи бензола, окислению подвергается боковая цепь, бензольное кольцо устойчиво к окислению (н.у)

О

СН3 + 3[О] → С + H2O

KMnO4 ОН

Бензойная кислота

II. р. Замещения (Механизм – Se – электрофильное замещение)

А – В ↔ А + В

+А А H H A

→ → A A →

-комплекс σ –комплекс - H

1) Галогенирование

AlCl(FeBr3)

C6H6 + Cl2 → C6H6Cl + HCl

25

III. р. Нитрования

t

C6H6 + НО-NO2 → C6H5-NO2 + H2O

Н2SO4 (к) (нитробензол)

МЕХАНИЗМ

NO2 – О[H + HO] SO3H → NO2 – O – SO3H + H2O

нитросерная

NO2 – O – SO3H ↔ [NO2] + [HSO4]

NO2 H NO2

+ NO2 → → NO2 → + H , HSO4 + H → H2SO4

-комплекс σ –комплекс

1) Сульфирование

t

C6H6 + НO – SO3H(дым) → C6H5 – SO3H

-H2O сульфобензол (бензолсульфокислота)

600

C6H6 + 6Cl2 → C6Cl6 + 6HCl

AlCl3 гексахлорбензол

IV. р. Алкилирования (по Фриделю-Крафтса) - взаимодействие с алкенами или галогеноалканами в присутствии AlCl3 , t = 600 – 700

CH3 → Сl + AlCl3 → CH3[AlCl4]

CH3[AlCl4] + C6H6 → C6H5 – CH3 + HCl + AlCl3

CH

AlCl3 СН3 HC CH AlCl3 CH2 CH3

+CH3→Сl → + HCl + H2C=CH2 →

600 метилбензол HC CH 700 этилбензол

CH

V. р. Присоединения

CH

1) Гидрирование HC CH W

HC CH + 3H2 → циклогексан

CH 150 - 160

Cl

2) Присоединение Cl2. hv Cl Cl

+ 3Cl 2 → гексахлорциклогексан

Cl Cl (гексахлоран)

Cl