close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Арены

код для вставкиСкачать
АРОМАТИЧЕСКИЕ
УГЛЕВОДОРОДЫ (АРЕНЫ)
1
Арены
Ароматические соединения, или арены, —
большая группа соединений
карбоциклического ряда, молекулы
которых содержат устойчивую
циклическую группировку из шести атомов
углерода (бензольное кольцо), обладающую
особыми физическими и химическими
свойствами.
СnН2n-6
2
Арены
Строение молекулы бензола (А. Кекуле, 1865)
H
H
H
C
H
C
C
C
C
C
H
H
Бензол (бензен) С6Н6
КЕКУЛЕ
Фридрих Август
07.09.1829 – 13.07.1896
3
Арены
Строение молекулы бензола
4
Арены
Строение молекулы бензола
H
H
C
H
C
C
C
C
H
H
6 электронов в
делокализованной
связи
C
H
5
Арены
Строение молекулы бензола
6
Арены
Строение молекулы бензола
7
Арены
«Ароматичность» – совокупность особых
свойств бензола
циклооктатетраен
8
Арены
«Ароматичность» – совокупность особых
свойств бензола
Правило Хюккеля (1931):
плоские циклические
соединения, имеющие
сопряженную систему
-электронов, могут быть
ароматическими. если число
этих электронов равно 4n + 2
(где n = 0, 1, 2,3 и т.д.).
Эрих Хюккель
1896-1980
9
Арены
«Ароматичность» – совокупность особых
свойств бензола
Эрих Хюккель
1896-1980
10
Арены
«Ароматичность» – совокупность особых
свойств бензола
-H +
C
H
C
H
H
11
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Галогенирование
Cl
+ C l2
FeC l3 , 25°C
+ HCl
х л о р б ен з о л
12
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Галогенирование (Радикальное замещение)
CH3
+ C l2
C H 2C l
hv
+ HCl
13
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Нитрование
H 2 S O 4 (ê î í ö .)
+
NO2
HNO3
+
H 2O
í è òðî á åí çî ë
14
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Нитрование (радикальный механизм)
C H 2N O 2
CH3
HNO3
-H 2 O
Реакция Коновалова
15
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Алкилирование
Алкилирование — введение алкильной группы в
молекулу органического соединения (например, в
бензольное кольцо).
Реакция Фриделя—Крафтса
16
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Страница из блокнота Фриделя
Крафтс (Crafts) Джеймс
Мейсон
(8.3.1839 — 20.6.1917, США)
Фридель (Friedel) Шарль
(12.3.1832 — 20.4.1899,
Франция)
17
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Алкилирование
A lB r 3
+
CH3
C H3B r
+
HBr
ì åòè ë á åí çî ë
(òî ë ó î ë )
18
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
C H 2C H 3
+
CH2
CH2
H+
19
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Алкилирование (механизм)
CH3
CHCH3
+
C H 3C H
CH2
H+
20
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Ацилирование
Ацилирование — введение в молекулу
органического соединения ацильной группы.
O
O
+
CH3 C
A lC l 3
C
CH3
+
HCl
Cl
àö åòè ë õë î ðè ä
ì åòè ë ô åí è ë ê åòî í
21
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Эффекты заместителей при электрофильном замещении
1. Заместители (ориентанты) первого рода: —ОН, —
OR, —OCOR, —SH, —NH2, —NHR, (Hal). Эти
заместители смещают электронную плотность в
сторону бензольного кольца, т.е. обладают
электронодонорными свойствами. Они
активируют бензольное кольцо (за исключением
галогенов). Облегчая вхождение электрофильных
реагентов в бензольное кольцо, они ориентируют
новый заместитель в орто- и пара-положения.
Такие заместители называют орто- и параориентантами.
22
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Эффекты заместителей при электрофильном замещении
2. Заместители (ориентанты) второго рода: —CN, —
СООН, —SO3H, —СНО, —COR, —COOR, —NO2. Эти
заместители смещают электронную плотность от
бензольного кольца, т.е. они обладают
электроноакцепторными свойствами. Эти
заместители дезактивируют бензольное кольцо,
затрудняя вхождение электрофильных реагентов.
При этом вновь входящий заместитель ориентируют в
мета-положение. Такие заместители называют метаориентантами.
23
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Эффекты заместителей при электрофильном замещении
OH
-
-
фенол
24
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Эффекты заместителей при электрофильном замещении
CH3
-
-
толуол
25
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Эффекты заместителей при электрофильном замещении
Cl
-
-
хлорбензол
26
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Эффекты заместителей при электрофильном замещении
O
O
N
нитробензол
-
27
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Эффекты заместителей при электрофильном замещении
H
O
C
бензальдегид
-
28
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Ориентация в бензольных кольцах, содержащих
более одного заместителя
CH3
Согласованная ориентация
COOH
E
CH3
E
+
+
Cl
29
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Ориентация в бензольных кольцах, содержащих
более одного заместителя
Несогласованная ориентация
OCH3
NHCOCH3
30
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Ориентация в бензольных кольцах, содержащих
более одного заместителя
1. Если сильно активирующая группа конкурирует со
слабоактивирующей или дезактивирующей группой,
то реакция контролируется первой группой
OH
OH
CH3
OH
CH3
Br
CH3
Br 2 (AlBr 3 )
-H Br
+
NH2, OH, NR2, O- > OR, OCOR,
B r NHCOR > R, Ar > галогены
> мета-ориентанты
31
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Ориентация в бензольных кольцах, содержащих
более одного заместителя
2. При прочих равных условиях маловероятно, чтобы
третья группа вошла в положение между двумя уже
присутствующими в ароматическом кольце
заместителями в мета-положении относительно друг
друга.
3. Если мета-ориентирующая группа находится в
мета-положении по отношению к орто-параориентирующей группе, то входящая группа занимает
в основном орто-положение по отношению к метаориентирующей группе.
32
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Ориентация в бензольных кольцах, содержащих
более одного заместителя
NO2
6
NO2
Cl
2
Cl
м -хл о р н и т р о б ен з о л
+
+
-H C l
4
NO2
Cl
C l2 (AlCl3 )
5
NO2
Cl
Cl
1 -н и т р о -2 ,5 -д и х л о р
б ен з о л
(1)
Cl
Cl
(2 )
(3)
33
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Влияние заместителей на реакционную способность
CH3
CH3
CH3
CH3
NO2
H N O 3 (H 2 SO 4 )
+
-H 2 O
+
NO2
NO2
58%
COOH
38%
COOH
4%
COOH
COOH
NO2
H N O 3 (H 2 SO 4 )
+
-H 2 O
+
NO2
NO2
17%
3%
80 %
34
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Влияние заместителей на реакционную способность
CH3
CH3
CH3
Cl
C l2 (AlC l3 )
+
-H Cl
Cl
6 2%
38%
34 %
66 %
35
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Влияние заместителей на реакционную способность
CH3
CH3
CH3
NO2
+
CH3
CH3
C
58%
H N O 3 (H 2 SO 4 )
CH3
NO2
37%
-H 2 O
CH3
CH3
C
CH3
CH3
CH3
C
CH3
NO2
+
16%
NO2
73%
36
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Влияние заместителей на реакционную способность
37
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Влияние заместителей на реакционную способность
NO2
HNO3
H 2 SO 4
NO2
Cl2
AlCl3
Cl
Cl
Cl
Cl
NO2
Cl2
HNO3
AlCl3
H 2 SO 4
+
NO2
7 0%
30%
38
Арены
Химические свойства. Реакции замещения
Влияние заместителей на реакционную способность
NH2
NH3
HNO3
H 2 SO 4
NO2
39
Арены
Химические свойства. Реакции присоединения
+ 3H2
P t , 1 5 0 °C
40
Арены
Химические свойства. Реакции присоединения
Cl
H
H
+ 3 C l2
h v, -40°C
Cl
Cl
H
H
Cl
H
Cl
H
Cl
41
Арены
Химические свойства. Окисление
+ 4O
V 2O 5
t
HC
COOH
HC
COOH
м а л еи н о в а я
к и сл о т а
42
Арены
Химические свойства. Окисление
OH
CH3
[O ]
C
C
OH
OH
OH
т о л уо л
O
-H 2 O
б ен з о й н а я
к и сл о т а
43
Арены
Химические свойства. Окисление
CH3
COOH
[O ]
t
CH3
CH
CH3
п -м ет и л и з о п р о п и л б ен з о л (ц и м о л )
COOH
т ер еф т а л ев а я
к и сл о т а
44
Арены
Химические свойства. Окисление
2C 2 H 6 + 3O 2
12C + 6H 2 O
45
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Ароматические соединения, содержащие в своих
молекулах несколько бензольных ядер, называют
многоядерными.
Соединения с неконденсированными бензольными
ядрами
д и ф ен и л
46
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Соединения с неконденсированными бензольными ядрами
H+
NH
NH
t
г и д р а з о б ен з о л
H 2N
NH2
б ен з и д и н
(4,4'-д и а м и н о д и ф ен и л )
47
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Соединения с неконденсированными бензольными ядрами
CH2
дифенилметан
C lC H 2
AlCl3
CH2
48
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Соединения с неконденсированными бензольными ядрами
O
CH2
[O ]
C
бензофенон
49
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Соединения с неконденсированными бензольными ядрами
CH
Трифенилметан
50
Арены
Многоядерные ароматические соединения
51
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Соединения с неконденсированными бензольными ядрами
(C 6 H 5 ) 3 C :X
(C 6 H 5 ) 3 C
+
X
т р и ф ен и л м ет и л радикал
(C 6 H 5 ) 3 C :X
C
(C 6 H 5 ) 3 C
+
+
X
-
т р и ф ен и л м ет и л катион
52
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Соединения с конденсированными бензольными ядрами
8
1
7
2
3
6
5
4
нафталин
53
Арены
Многоядерные ароматические
соединения
Cl
C l2
-H Cl
-хл о р н а ф т а л и н
SO 3 H
-н а ф т а л и н сул ь ф о к и сл о т а
80°C
H 2 SO 4
160°C
SO 3 H
160°C
-н а ф т а л и н сул ь ф о к и сл о т а
NO2
H N O 3 (50°C )
-н и т р о н а ф т а л и н
54
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Соединения с конденсированными бензольными ядрами
2H 2 (200°C)
2H 2 (150°C)
т ет р а л и н
д ек а л и н
55
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Соединения с конденсированными бензольными ядрами
O
C
4 .5 O 2
O
2 H 2O
2CO2
C
O
56
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Соединения с конденсированными бензольными ядрами
8
7
9
1
2
6
3
5
10
4
а н т р а ц ен
57
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Соединения с конденсированными бензольными ядрами
CH2
2H
CH2
д и г и д р о а н т р а ц ен
58
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Соединения с конденсированными бензольными ядрами
Br
Br
CH
Br 2
-H Br
CH
Br
9,10-д и б р о м а н т р а ц ен
9-б р о м а н т р а ц ен
59
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Соединения с конденсированными бензольными ядрами
O
[O ]
V 2O 5
O
а н т р а хи н о н
60
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Соединения с конденсированными бензольными ядрами
O
OH
OH
O
а л и за р и н
61
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Соединения с конденсированными бензольными ядрами
9
10
8
1
2
7
6
5
4
3
фенантрен
62
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Соединения с конденсированными бензольными ядрами
Br
Br
O
O
[O ]
Br 2
ф ен а н т р ехи н о н
[H ]
-H Br
[O ]
Br
HOOC
9-б р о м ф ен а н т р ен
9,10-д и г и д р о ф ен а н т р ен
COOH
д и ф ен о в а я к и сл о т а
63
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Соединения с конденсированными бензольными ядрами
а) Линейно конденсированные циклы:
тетрацен
пентацен
гексацен
64
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Соединения с конденсированными бензольными ядрами
а) Ангулярно конденсированные циклы:
перилен
коронен
65
Арены
Многоядерные ароматические соединения
Соединения с конденсированными бензольными ядрами
а) Ангулярно конденсированные циклы:
1,2-б ен з п и р ен
66
Документ
Категория
Презентации по химии
Просмотров
49
Размер файла
2 045 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа