Органика. 3. алифа
Скачать 2.24 Mb.
|
особенностей, которые принято называть термином «ароматические свой- ства»: 1. Легкость образования ароматических колец в самых различных реак- циях; 2. Устойчивость к действию окислителей не смотря на наличие трех двойных связей; 3. Трудность протекания реакций присоединения по кратным связям; 4. Легкость замещения водорода различными группами в реакциях элек- трофильного замещения; 5. Характерными свойствами обладают и некоторые заместители в аро- матических соединениях: а) кислые свойства ароматического гидроксила; б) ослабленная основность аминогруппы; в) малая подвижность галогена в ядре; г) способность к реакциям азосочетания. Ароматические свойства бензола, его гомологов и производных находят объяснение в своеобразии электронного строения бензольного кольца. Элементарный анализ и определение молекулярной массы дают для бен- зола формулу С6Н6. В 1865 г Кекуле предложил циклическую формулу бензо- ла с тремя двойными связями. Однако эта формула не полностью отражает строение бензола. При чередующихся простых и двойных связях следующие изомеры должны быть разными веществами: Х Х Х Х но установлено, что это не так. Сочетание физических и химических методов исследования позволило выяснить структуру бензола. Расчеты показывают, что бензол стабильнее гипотетического циклогек- сатриена на 150 кДж/моль. Эту величину называют энергией стабилизации (резонанса) молекулы бензола. Все шесть атомов углерода бензола имеют sp2-гибридизованные орбита- ли. Кольцо замыкается без напряжения. Каждый из этих р-электронов взаимо- действует с р-электронами смежных углеродных атомов, поэтому все р- электроны распределяются симметрично вокруг кольца и могут перемещаться по кольцу в том или ином направлении. Бензольное кольцо рассматривается как замкнутый сверхпроводник, в котором электроны движутся свободно, не испытывая сопротивления: σ-связи в бензоле перекрывание р-облаков в бензоле Еще в 1931 году Хюккель на основании квантово-механических расче- тов сформулировал правило, гласящее, что соединениедолжнопроявлять ароматическиесвойства,есливегомолекулесодержитсяплоское кольцос (4n+2)сопряженнымир-электронами, гдеn–равно1илилюбомуцеломучис- лу. Простейшим представителем ароматических соединений является бен- зол. Ближайший гомолог бензола – толуол. Изомерия ароматических углево- дородов гомологического ряда бензола связана: 1) с изомерией положения радикалов; 2) с изомерией радикалов. CH3 CH3 CH3 CH3 H3C CH2CH3 CH3 CH3 бензол толуол о-ксилол м-ксилол п-ксилол этилбензол Два радикала могут занимать в ядре три положения, носящие название орто (1,2)-, мета (1,3)-, и пара (1,4)-. Ароматические углеводороды обладают большей склонностью к реак- циям замещения, чем к реакциям присоединения. Характерна также большая устойчивость бензольного кольца к окислителям. |