5-апта Ароматты көмірсутектер. Жоспар
 Скачать 0.58 Mb.
|
|
Ароматты көмірсутектер (Арендер). Жоспар:
Арендер —жалпы формуласы СnН2n -6Қарапайым мүшесі — бензол С6Н6. Оны 1825 ж. М.Фарадей жарық газын зерттей отырып, соның құрамынан тапқан. М.Фарадей Э.Митчерлих 1834 ж. бензой қышқылын құрғақ айдау арқылы алған. Э.Митчерлих Кекуле Амстронг Байер Клаус Тиле Дьюар Ладенбург Кекуле 1865 ж. бензолдың циклді формуласын ұсынды. Кекуле бойынша бензол қосарланған үш байланысы бар циклогексатриенді тұйық жүйе.
Н Н Н Н Н Н 120 0 0,140 нм Бензол молекуласындағы көміртек атомдары sp2 -гибридтену күйінде болады. Осы гибридті орбитальдар С-С және С-Н атомдары арасында δ – байланыстар түзеді. Енді әрбір көміртек атомдарында гиридтенуге қатыспай қалған бір Р-электроны бар. Осы әрбір көміртек атомының Р-электроны көрші көміртек атомдарының (оң және сол жақтағы) Р-электронымен қаптасып, ππ-қосарлану болады. Молекулада біртұтас тұрақты система түзіледі. Н Н Н Н Н Н 120 0 0,140 нм Хюккельдің ароматикалық ережесі. Кез-келген жазық орналасқан тұйық система ароматты болады, егер оның құрамындағы гибридтелмеген π электрондарының саны 4n+2 тең болса (n=0, 1, 2, 3 және т.б.). бензол нафталин 1 2 5 4 3 2 1 6 3 6 7 8 5 4 9 10 6=4n+2 n=1 10=4n+2 n=2 Арендердің номенклатурасы
СН3 СН3 СН3 СН3 СН3 СН=СН3 Бензол мен толуолдың радикалдары: СН2 - СН3 СН3 СН3 СН3 фенил толуол о - толил м - толил п - толил бензил Арендердің изомериясы. СН3 СН3 орто-диметилбензол (о-ксилол) СН3 СН3 СН3 СН3 мета-диметилбензол (м-ксилол) пара-диметилбензол (п-ксилол) Молекулада үш орын басушы болса. СН3 СН3 қ - үшметилбензол 1,2,3-үшметилбензол СН3 СН3 СН3 СН3 сим – үшметилбензол 1,3,5 - үшметилбензол ас – үшметилбензол 1,2,4 - үшметилбензол СН3 Н3 С СН3 Арендердің алынуы 1. Сәйкес алкандарды катализатор қатысында ароматтап дегидрлегенде (риформинг) бензол мен оның туындылары түзіледі: 2. Циклогексан мен оның гомологтарын дегидрлеп алуға болады. Н. Д. Зелинский мұнайдың құрамындағы циклогександы Pt, Pd катализаторлары қатысында 300°С температурада дегидрлеп бензол алды: 3. Ацетиленді белсендендірілген көмір қатысында қыздырып бензол алуға болады: 4. Бензолдың гомологтарын катализатор (алюминий хлориді немесе темір (III) бромиді) қатысында бензолды алкилдеп алуға болады. Фридель-Крафтс-Густавсон реакциясы (AlCl3) (1877): 5. Бензой қышқылының тұздарын сілтімен қосып айдау арқылы бензол алады: C6H5COONa+NaOH C6H6+Na2CO3 6. Бензол гомологтарын галоген туындылардан Вюрц-Фиттинг (1864) реакциясы бойынша жеңіл алады: C6H5 Br+2Na+BrC2H5 C6H5-C2H5 +2NaBr 7. Ароматты кетондарды тотықсыздандыру арқылы бензолдың алкил туындыларын алады (Клеменсен): C6H5 –СО-СН3 +2Н2 Н2О Тотықсыздану реакциясы қышқылдық ортада мырыш амальгамасының қатысуында жүреді. C6H5-C2H5 + Химиялық қасиеттері Орынбасу реакциялары. Бензол ядросы едәуір тұрақты болғандықтан, бензолға орынбасу реакциялары тән.
Галогендермен орынбасу реакциялары темір (III) тұздарының қатысында жүреді: Электрофильді орынбасу механизмі: Cl H Cl H+ бензол π- комплекс δ- комплекс хлорбензол Сl Сl ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ FeCl3 FeCl4 Cl және hν,t СН3 СН3 СН3 СН2Cl СHCl2 СCl3 Сl2 Сl2 Сl хлорлыбензилиден хлорлыбензил бензоүшхлорид п-толуол о-толуол толуол 2. Нитрлену. Концентрлі күкірт және азот қышқылдарының қоспасы қатысында қыздырғанда, бензолдан нитробензол түзіледі: 3. Сульфирлену. Ароматты көмірсутектер концентрлі күкірт қышқылымен немесе олеуммен әрекеттесіп, аренсульфоқышқылдар түзеді: 5. Алкилдеу. Катализатор алюминий хлориді. 6. Ацилдеу. Фридель-Крафтс реакциясы. Бензолдың гомологтары орынбасу реакцияларына бензолға қарағанда оңай түседі. Қосылу реакциялары. Бензол косылу реакцияларына қиын түседі. 1. Гидрленуі. Ni, Pt, Pd сияқты катализаторлар қатысында қыздырғанда және жоғары қысымның әсерінен бензол сутекті қосып алып, циклогексанға айналады: 2. Галогенді қосып алуы. Ультракүлгін сәулелердің әсерінен бензол хлордың алты атомын қосып алып, нәтижесінде, гексахлорциклогексан (гексахлоран) түзіледі: Тотығу реакциялары. Бензолдың өзі тотықтырғыштардың әсеріне өте тұрақты. Қалыпты жағдайда бензол калий перманганаты ерітіндісін түссіздендірмейді. Ал бензолдың гомологтары (туындылары) біркелкі оңай тотығады. Бензол сақинасындағы бағытталу ережелері. Бензол молекуласында электрон бұлты бірдей таралған. Электрон бұлтының тығыздығы да бірдей. Егер бензол молекуласына бір орынбасушы келіп орналасса, онда молекуладағы электрон бұлтының таралуының біркелкілігі жойылады. Бензол сақинасындағы әрбір көміртек атомының реакциялық қабілеті мына факторлармен анықталады:
А) бензол сақинасына өздерінің электрондарын беруге бейім электрондонарлы атомдар немесе атомдар тобы. Олар сақинаға жаңадан келетын орынбасушыларды орта- және пара- жағдайларға бағыттайды. Оларға: -NR2, -NHR, -NH2, -OH, -OR, -CH3 (әлсіз –I, +M эффект көрсетеді) және т.б. Бұлар бірінші ретті орынбасушылар немесе орто-пара-бағыттаушылар д.а. -I эффект (әлсіз) +M эффект +I эффект +M эффект болмайды Б) бензол сақинасынан электрондарды өздеріне қарай тартуға бейім электронакцепторлы атомдар тобы. Олар сақинаға жаңадан келетын орынбасушыларды мета- жағдайға бағыттайды. Оларға: -NR3, -NO2, -CN, -SO3H, -CCl3, -CHO, -CRO, -COOH, -COOR. Бұлар екінші ретті орынбасушылар немес мета-бағыттаушылар д.а. -I эффект) -M эффект
OH OH OH NO2
OH OH NO2 СН3 OH OH Мысал:Мысал:С О Н -HСl OН С С Н С Сl O NO2 NO2 О NH2 NH2 NO2 O OН -HOН м-нитро бензоальдегид м-амино бензолқышқылы Арендердің жеке өкілдері және олардың қолданылуы
|