Բենզոլի միջուկում փոխարինող նյութերի առկայության դեպքում որոշվում են նիտրո խմբի մուտքի վայրը և ռեակցիայի պայմանները, ինչպես գոյություն ունեցող փոխարինողի բնույթով էլեկտրոֆիլ փոխարինման այլ ռեակցիաներում։

Առաջին տեսակի կողմնորոշիչներ(OH, OR, OCOR, NH 2, NHR, NR 2, NHCOR, –N=N–, CH 2 Cl, CH 3, F, Cl, Br, I) ուղղում են նիտրո խումբը հիմնականում դեպի օրթո-պարա դիրք և հեշտացնել (բացի հալոգենիդներից) դրա ներմուծումը:

Երկրորդ տեսակի կողմնորոշիչներ(SO 3 H, NO 2, COOH, COOR, CN, CCl 3) նիտրո խումբն ուղղորդում են հիմնականում դեպի մետա դիրք և դժվարացնում են այն միջուկ ներմուծելը:

Առաջին տեսակի կողմնորոշիչներ պարունակող միացությունները նիտրացվում են ավելի մեղմ պայմաններում. տոլուոլի նիտրացումը դեպի մոնոնիտրային միացություններ տեղի է ունենում 40°C-ից ոչ ավելի ջերմաստիճանում; Ֆենոլի մոնոնիտացիան իրականացվում է նույնիսկ նոսր ազոտական ​​թթվով սառչելիս: Բենզոլի միջուկում առկա փոխարինիչների բնույթը նույնպես որոշում է ռեակցիայի արագությունը։ Գոյություն ունեցող փոխարինողի ազդեցության տակ ռեակցիայի արագության համեմատական ​​փոփոխությունը կարող է սխեմատիկ կերպով ներկայացված լինել այն կողքին, որտեղ քլորի աջ կողմում գտնվող խմբերն արագացնում են ռեակցիան, իսկ ձախ կողմում այն ​​դանդաղեցնում են:

NO 2 > SO 3 H > COOH > Cl< CH 3 < OCH 3 < OC 2 H 5 < OH

դանդաղեցնել արագացնել

Դի- և պոլիփոխարինված բենզոլների դեպքում փոխարինողների ազդեցությունը հավելում է։ Տարբեր տեսակի փոխարինողների առկայության դեպքում էլեկտրոֆիլի մուտքի վայրը որոշում է առաջին տեսակի կողմնորոշիչը, քանի որ այն ակտիվացնում է միջուկը։ Եթե ​​երկու փոխարինողներն էլ նույն սեռի են, ապա մուտքի վայրը որոշվում է ավելի ուժեղով.

Տոլուոլի նիտրացումը նիտրացնող խառնուրդով 20-30°C-ում հանգեցնում է օ- և p-նիտրոտոլուենների խառնուրդի՝ գրեթե քանակական ընդհանուր ելքով:

Նիտրոտոլուենների հետագա նիտրացումը դեպի նիտրո միացություններ իրականացվում է ավելի բարձր ջերմաստիճանում:

Դինիտրոտոլուենների վրա 110 ° C ջերմաստիճանում ազոտային և ծծմբական թթուների գոլորշիացման ներքո ձևավորվում է 2,4,6-տրինիտրոտոլուոլ (TNT), որն օգտագործվում է որպես պայթուցիկ: Բենզոլային օղակում ալկիլային խմբերի քանակի աճով հեշտանում է նիտրացումը։ Քսիլենները նիտրացվում են ավելի հեշտ, քան տոլուոլը, իսկ մեզիտիլենը, նույնիսկ ավելի մեղմ պայմաններում, ացետիլով կամ բենզոիլ նիտրատով:

Ստացում դիազո միացության միջոցով

Այս խմբի մեթոդները շատ ավելի քիչ են, բայց դրանք առանձնանում են բարձր բերքատվությունով, կողմնակի կեղտերի ցածր պարունակությամբ, կատարման պարզությամբ և բազմազանությամբ:

Այս խմբի ամենապարզ և հուսալի մեթոդը Սանդմայերի ռեակցիան իրականացնելն է։ Միայն այս փուլի տարբեր իրականացման 2 օրինակ կարող ենք բերել.

2.3 Այլ մեթոդներ

PhBr + TfOMe, անտրանիլաթթու Բորոդին-Հունսդիեկերի ռեակցիայում, ո-դիբրոմոբենզոլի և MeMgBr-ի ռեակցիան և այլն։ - առավելություններ ունեն այլ մեթոդների նկատմամբ և ունեն ավելի ցածր նախապատրաստական ​​արժեք, թեև դրանք հետաքրքրություն են ներկայացնում:

Սինթեզի ընտրված ուղին՝ վերլուծություն, փորձի փուլերի կատարման մեթոդների նկարագրություն

Վերևում մանրամասն նկարագրված այս կամ այն ​​մեթոդի ընտրության հիմնական չափանիշը հուսալիությունն ու հասանելիությունն է: Սա համապատասխանում է տոլուոլ - նիտրոտոլուեն - օ-տոլուիդին - բրոմոտոլուեն ուղուն:

Տոլուոլի նիտրացիա

0,15 մոլ արոմատիկ նիտրո միացություն դրվում է 250 մլ եռավիզ կոլբայի մեջ, որը հագեցած է հարիչով, հավելման ձագարով, ներքին ջերմաչափով (սարքը չպետք է կնքված լինի): Նիտրացնող խառնուրդը, որը նախապես սառեցվել է մինչև առնվազն 10 °C, այնուհետև ավելացվում է դանդաղ, լավ խառնելով և սառցե լոգանքով սառչելով, ռեակցիայի խառնուրդի ջերմաստիճանը պետք է լինի 5-10 °C միջակայքում:

Այնուհետև սենյակային ջերմաստիճանում խառնել ևս 2-3 ժամ։ Այնուհետև ռեակցիայի խառնուրդը զգուշորեն լցնում են 300 մլ սառցե ջրի մեջ և լավ խառնում։ Օրգանական շերտը առանձնացվում է, ջրային շերտը արդյունահանվում է եթերով։ Համակցված օրգանական էքստրակտները լվանում են ջրով, 2Ն. նատրիումի բիկարբոնատի լուծույթ մինչև չեզոքացնելը, ապա կրկին ջրով: ջեռուցիչ. Քաղվածքները չորանում են CaCl 2-ի վրա և թորվում: P-իզոմերը սառեցվում է սառույցի և աղի խառնուրդով, լվանում փոքր քանակությամբ սառը նավթային եթերով: (Բավական է զգույշ տարանջատումը, այս մեթոդը թողնում է p-իզոմերի մոտ 4%-ը. սառեցնել 8 ժամ սառույցի և աղի խառնուրդով (2:1): Լավ տարանջատման մեթոդ է p-իզոմերի կրճատումն ալկալայինով: վերականգնող նյութ P-toluidine-ը կարող է առանձնացվել իր հիմնական հատկությունների շնորհիվ: Ֆիլտրատից վակուումային թորման միջոցով 30 սմ սյունակի վրա Խաղումէլեկտրական ջեռուցմամբ օ-իզոմերը մեկուսացված է։ Օ-իզոմերի ելքը 40% է: O- և p-nitrotoluene-ի եռման կետերը համապատասխանաբար 96°C/9 մմ են։ եւ 105°C /10 մմ, p-toluidine-ի հալման կետը 52-54°C:

Ֆիզիկական հատկություններ

Բենզոլը և նրա ամենամոտ հոմոլոգները անգույն հեղուկներ են՝ հատուկ հոտով։ Անուշաբույր ածխաջրածիններն ավելի թեթև են, քան ջուրը և չեն լուծվում դրա մեջ, բայց հեշտությամբ լուծվում են օրգանական լուծիչներում՝ սպիրտ, եթեր, ացետոն։

Բենզոլը և նրա հոմոլոգներն իրենք լավ լուծիչներ են շատ օրգանական նյութերի համար: Բոլոր ասպարեզներն այրվում են ծխագույն բոցով` իրենց մոլեկուլներում ածխածնի բարձր պարունակության պատճառով:

Որոշ արենների ֆիզիկական հատկությունները ներկայացված են աղյուսակում:

Աղյուսակ. Որոշ ասպարեզների ֆիզիկական հատկություններ

Անուն	Բանաձև	t°.pl., °C	t°.bp., °C
Բենզոլ	C 6 H 6	5,5	80,1
տոլուոլ (մեթիլբենզոլ)	C 6 H 5 CH 3	95,0	110,6
Էթիլբենզոլ	C 6 H 5 C 2 H 5	95,0	136,2
Քսիլեն (դիմեթիլբենզոլ)	C 6 H 4 (CH 3) 2
օրթո-		25,18	144,41
մետա-		47,87	139,10
զույգ-		13,26	138,35
Պրոպիլբենզոլ	C 6 H 5 (CH 2) 2 CH 3	99,0	159,20
Կումեն (իզոպրոպիլբենզոլ)	C 6 H 5 CH (CH 3) 2	96,0	152,39
Ստիրոլ (վինիլբենզոլ)	C 6 H 5 CH \u003d CH 2	30,6	145,2

Բենզոլ - ցածր եռման ( տկիպ= 80,1°C), անգույն հեղուկ, ջրում չլուծվող

Ուշադրություն. Բենզոլ - թույն է, գործում է երիկամների վրա, փոխում է արյան բանաձևը (երկարատև ազդեցության դեպքում), կարող է խաթարել քրոմոսոմների կառուցվածքը։

Արոմատիկ ածխաջրածինների մեծ մասը կյանքին սպառնացող և թունավոր է:

Արենների ստացում (բենզոլ և նրա հոմոլոգները)

Լաբորատորիայում

1. Բենզոյան թթվի աղերի միաձուլումը պինդ ալկալիների հետ

C 6 H 5 -COONa + NaOH t → C 6 H 6 + Na 2 CO 3

նատրիումի բենզոատ

2. Wurtz-Fitting ռեակցիա: (այստեղ G-ը հալոգեն է)

6-իցՀ 5 -G+2Նա + Ռ-Գ →Գ 6 Հ 5 - Ռ + 2 ՆաԳ

ՀԵՏ 6 H 5 -Cl + 2Na + CH 3 -Cl → C 6 H 5 -CH 3 + 2NaCl

Արդյունաբերության մեջ

• մեկուսացված նավթից և ածուխից մասնակի թորման միջոցով, բարեփոխում;
• ածխի խեժից և կոքսի վառարանի գազից

1. Ալկանների ջրազերծումավելի քան 6 ածխածնի ատոմներով.

C 6 H 14 տ , կատ→C 6 H 6 + 4H 2

2. Ացետիլենի տրիմերացում(միայն բենզոլի համար) – Ռ. Զելինսկին:

3C 2 Հ2 600°Գ, Գործ. ածուխ→ C 6 H 6

3. Ջրազրկումցիկլոհեքսան և նրա հոմոլոգները.

Խորհրդային ակադեմիկոս Նիկոլայ Դմիտրիևիչ Զելինսկին հաստատել է, որ բենզոլը ձևավորվում է ցիկլոհեքսանից (ցիկլոալկանների ջրազրկում)

C 6 H 12 տ, կատու→C 6 H 6 + 3H 2

C 6 H 11 -CH 3 տ , կատ→C 6 H 5 -CH 3 + 3H 2

մեթիլցիկլոհեքսանտոլուոլ

4. Բենզոլի ալկիլացում(բենզոլի հոմոլոգների ստացում) – r Friedel-Crafts.

C 6 H 6 + C 2 H 5 -Cl t, AlCl3→C 6 H 5 -C 2 H 5 + HCl

քլորէթան էթիլբենզոլ

Արենների քիմիական հատկությունները

Ի. ՕՔՍԻԴԱՑՄԱՆ ՌԵԱԿՑԻԱՆԵՐ

1. Այրում (ծխացող բոց).

2C 6 H 6 + 15O 2 տ→12CO 2 + 6H 2 O + Q

2. Բենզոլը նորմալ պայմաններում չի գունազրկում բրոմային ջուրը և կալիումի պերմանգանատի ջրային լուծույթը։

3. Բենզոլի հոմոլոգները օքսիդանում են կալիումի պերմանգանատով (գունաթափում է կալիումի պերմանգանատը).

Ա) թթվային միջավայրում մինչև բենզոաթթու

Բենզոլի հոմոլոգների վրա կալիումի պերմանգանատի և այլ ուժեղ օքսիդանտների ազդեցության տակ կողային շղթաները օքսիդանում են։ Անկախ նրանից, թե որքան բարդ է փոխարինողի շղթան, այն քայքայվում է, բացառությամբ a-ածխածնի ատոմի, որը օքսիդացված է կարբոքսիլ խմբի:

Միակողմանի շղթայով բենզոլի հոմոլոգները բենզոյաթթու են տալիս.

Երկու կողային շղթաներ պարունակող հոմոլոգները տալիս են երկհիմնական թթուներ.

5C 6 H 5 -C 2 H 5 + 12KMnO 4 + 18H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 5CO 2 + 6K 2 SO 4 + 12MnSO 4 + 28H 2 O

5C 6 H 5 -CH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 3K 2 SO 4 + 6MnSO 4 + 14H 2 O

Պարզեցված :

C 6 H 5 -CH 3 + 3O KMnO4→C 6 H 5 COOH + H 2 O

Բ) չեզոք և թեթևակի ալկալային է բենզոաթթվի աղերի նկատմամբ

C 6 H 5 -CH 3 + 2KMnO 4 → C 6 H 5 COO K + K OH + 2MnO 2 + H 2 O

II. ԼՐԱՑՄԱՆ ԱՐՁԱԳԱՆՔՆԵՐ (ավելի կոշտ, քան ալկենները)

1. Հալոգենացում

C 6 H 6 + 3Cl 2 հ ν → C 6 H 6 Cl 6 (hexachlorocyclohexane - hexachloran)

2. Հիդրոգենացում

C 6 H 6 + 3H 2 տ , ՊտկամՆի→ C 6 H 12 (ցիկլոհեքսան)

3. Պոլիմերացում

III. ՓՈԽԱՐԻՆԱԿԱՆՈՒԹՅԱՆ ՌԵԱԿՑԻԱՆԵՐ - իոնային մեխանիզմ (ավելի թեթև, քան ալկանները)

1. Հալոգենացում -

ա ) բենզոլ

C 6 H 6 + Cl 2 AlCl 3 → C 6 H 5 -Cl + HCl (քլորբենզոլ)

C 6 H 6 + 6Cl 2 t,AlCl3→C 6 Cl 6 + 6HCl( հեքսաքլորբենզոլ)

C 6 H 6 + Br 2 t, FeCl3→ C 6 H 5 -Br + HBr( բրոմբենզոլ)

բ) բենզոլի հոմոլոգները ճառագայթման կամ տաքացման ժամանակ

Քիմիական հատկություններով ալկիլային ռադիկալները նման են ալկաններին։ Ջրածնի ատոմները դրանցում փոխարինվում են հալոգեններով ազատ ռադիկալների մեխանիզմով։ Հետևաբար, կատալիզատորի բացակայության դեպքում տաքացումը կամ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը հանգեցնում է կողային շղթայում արմատական ​​փոխարինման ռեակցիայի: Բենզոլային օղակի ազդեցությունը ալկիլ փոխարինողների վրա հանգեցնում է նրան, որ ջրածնի ատոմը միշտ փոխարինվում է բենզոլի օղակի հետ անմիջականորեն կապված ածխածնի ատոմում (a-ածխածնի ատոմ):

1) C 6 H 5 -CH 3 + Cl 2 հ ν → C 6 H 5 -CH 2 -Cl + HCl

գ) բենզոլի հոմոլոգներ կատալիզատորի առկայության դեպքում

C 6 H 5 -CH 3 + Cl 2 AlCl 3 → (օրթայի խառնուրդ, ածանցյալների զույգ) +HCl

2. Նիտրացիա (ազոտական ​​թթուով)

C 6 H 6 + HO-NO 2 t, H2SO4→C 6 H 5 -NO 2 + H 2 O

նիտրոբենզոլ - հոտը նուշ!

C 6 H 5 -CH 3 + 3HO-NO 2 t, H2SO4→ ՀԵՏ H 3 -C 6 H 2 (NO 2) 3 + 3H 2 O

2,4,6-տրինիտրոտոլուոլ (տոլ, տրոտիլ)

Բենզոլի և նրա հոմոլոգների օգտագործումը

Բենզոլ C 6 H 6-ը լավ լուծիչ է: Բենզոլը որպես հավելում բարելավում է շարժիչային վառելիքի որակը։ Այն ծառայում է որպես հումք բազմաթիվ անուշաբույր օրգանական միացությունների արտադրության համար՝ նիտրոբենզոլ C 6 H 5 NO 2 (լուծիչ, դրանից ստացվում է անիլին), քլորոբենզոլ C 6 H 5 Cl, ֆենոլ C 6 H 5 OH, ստիրոլ և այլն։

Տոլուոլ C 6 H 5 -CH 3 - լուծիչ, որն օգտագործվում է ներկերի, թմրանյութերի և պայթուցիկ նյութերի արտադրության մեջ (տրոտիլ (տոլ) կամ 2,4,6-տրինիտրոտոլուոլ TNT):

Քսիլեն C 6 H 4 (CH 3) 2: Տեխնիկական քսիլենը երեք իզոմերների խառնուրդ է ( օրթո-, մետա- Եվ զույգ-քսիլեններ) - օգտագործվում է որպես լուծիչ և սկզբնական արտադրանք շատ օրգանական միացությունների սինթեզի համար:

Իզոպրոպիլբենզոլ C 6 H 5 -CH (CH 3) 2-ը ծառայում է ֆենոլ և ացետոն ստանալու համար:

Բենզոլի քլորի ածանցյալներըօգտագործվում է բույսերի պաշտպանության համար: Այսպիսով, H ատոմները բենզոլում քլորի ատոմներով փոխարինելու արդյունքը հեքսաքլորբենզոլն է C 6 Cl 6 - ֆունգիցիդ; այն օգտագործվում է ցորենի և աշորայի չոր սերմերի մշակման համար՝ պինդ կեղտի դեմ: Բենզոլին քլորի ավելացման արտադրանքը հեքսաքլորցիկլոհեքսան է (հեքսաքլորան) C 6 H 6 Cl 6 - միջատասպան; այն օգտագործվում է վնասակար միջատների դեմ պայքարելու համար։ Այդ նյութերը վերաբերում են թունաքիմիկատներին՝ միկրոօրգանիզմների, բույսերի և կենդանիների դեմ պայքարի քիմիական միջոցներին։

Ստիրոլ C 6 H 5 - CH \u003d CH 2-ը շատ հեշտությամբ պոլիմերացվում է ՝ ձևավորելով պոլիստիրոլ, և համապոլիմերանալով բութադիեն-ստիրոլ-բուտադիենային ռետիններով:

ՏԵՍԱՆՅՈՒԹԵՐԻ ՓՈՐՁ