Bular siklda uchta qo'sh konjugatsiyalangan bog'larga ega bo'lgan tsiklik uglevodorodlardir.
Benzol C 6 H 6- aromatik uglevodorodlarning ajdodi. U birinchi marta 1825 yilda Faraday tomonidan yorug'lik gazidan ajratilgan.
Uning molekulasidagi oltita uglerod atomining har biri o'z holatidadir sp 2 gibridizatsiyasi va ikkita qo'shni uglerod atomi va vodorod atomi bilan uchta s-bog' bilan bog'langan. Har bir p-bog'lar jufti orasidagi bog'lanish burchaklari 120 0 ga teng.
Shunday qilib, s bog'larning skeleti muntazam olti burchakli bo'lib, unda barcha uglerod atomlari va barcha C–C va C–H s bog'lari bir tekislikda yotadi.
Barcha uglerod atomlarining p-elektronlari halqa tekisligidan yuqorida va pastda to'plangan yagona siklik p-elektron bulutini hosil qiladi.
Benzoldagi barcha C-C aloqalari ekvivalentdir, ularning uzunligi 0,140 nm, bu bitta va ikkita o'rtasidagi oraliq qiymatga to'g'ri keladi.
Bu shuni anglatadiki, benzol molekulasida uglerod atomlari o'rtasida sof oddiy va qo'sh bog'lar mavjud emas (1865 yilda nemis kimyogari F. Kekule tomonidan taklif qilingan formulada bo'lgani kabi) va ularning barchasi bir xilda joylashgan (delokalizatsiya).
Benzolning gomologik qatorining umumiy formulasi C n H 2n-6(n ≥ 6).
Ikki yoki undan ortiq radikallar mavjud bo'lsa, ularning joylashuvi ular biriktirilgan halqadagi uglerod atomlarining soni bilan ko'rsatiladi. Radikallar soni eng kichik bo'lishi uchun halqa raqamlangan.
O'zaro almashtirilgan benzollar uchun
R-C 6 H 4 -R"
Ismlarni yaratishning yana bir usuli ham qo'llaniladi:
orto- (O-)
halqaning qo'shni uglerod atomlaridagi o'rinbosarlar, 1,2-;
meta- (m-)
bir uglerod atomi orqali o'rinbosarlar (1,3-);
juftlik-(P-)
(1,4-) halqaning qarama-qarshi tomonlarida joylashgan o'rinbosarlar.
Arenalardagi izomeriya.
U o'rinbosarlarning soni, ularning benzol halqasida joylashishi va uchta uglerod atomidan ko'p bo'lgan o'rinbosarlarda uglerod skeletining izomeriyasi ehtimoli bilan aniqlanadi.
Aromatik uglevodorod uchun C 8 H 10 4 ta izomer bor: orto-, meta- va para-ksilenlar va etilbenzol.
AROMATIK uglevodorodlar ishlab chiqarish
Sikloalkanlarning gidrogenatsiyasi
2. Alkanlarning degidrotsikllanishi (degidrogenlanishi va sikllanishi). katalizator ishtirokida
3.Asetilenning trimerizatsiyasi ortiqcha faollashtirilgan ko'mir Zelinskiyning munosabati):
4.Benzolning galolalkanlar bilan alkillanishi suvsiz alyuminiy xlorid borligida yoki alkenlar:
Jismoniy xossalari.
Benzol va uning eng yaqin gomologlari o'ziga xos hidli, zichligi 1 g/ml dan kam bo'lgan rangsiz suyuqliklardir. Yonuvchan. Suvda erimaydi, lekin qutbsiz erituvchilarda yaxshi eriydi. Benzol va toluol zaharli (buyraklar, jigar, suyak iligi, qonga ta'sir qiladi).
Yuqori arenalar qattiq jismlardir.
KIMYOVIY XUSUSIYATLARI.
Mavjudligi tufayli delokalizatsiyalangan -tizim arenalar aromatiklikning buzilishiga olib keladigan qo'shilish yoki oksidlanish reaktsiyalari bilan tavsiflanmaydi. Ular eng xarakterlidir elektrofil almashtirish reaktsiyalari sikl bilan bog'liq bo'lgan vodorod atomlari - S E.
1. ARENLARGA QO'SHISH REAKSIYALARI
Bundan tashqari, benzol halqasining aromatik tuzilishini yo'q qilishga olib keladigan reaktsiyalar, arenlar katta qiyinchilik bilan kirishi mumkin.
A. gidrogenlash. Benzol va uning gomologlariga vodorod qo'shilishi yuqori harorat va bosimda metall katalizatorlari ishtirokida sodir bo'ladi.
b. Radikal xlorlash. Benzolning radikal xlorlanishi bilan geksaxlorotsiklogeksan - "geksaxloran" (zararli hasharotlarga qarshi kurash vositasi) olinadi.
2. VODODOD ATOMLARINI RADIKAL ALMASH REAKSIYALARI. Yon zanjir:
Benzol gomologlarida xlorning yorug'lik yoki qizdirish ta'sirida reaktsiya sodir bo'ladi. ichida radikal almashtirish yon zanjir:
3. Arenlarning oksidlanish reaksiyalari
Benzol kuchli oksidlovchi moddalar (KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7 va boshqalar) ta'sirida ham oksidlanmaydi. Shuning uchun u ko'pincha boshqa organik birikmalarning oksidlanish reaktsiyalarida inert erituvchi sifatida ishlatiladi.
Benzoldan farqli o'laroq, uning gomologlari juda oson oksidlanadi. KMnO 4 eritmasi kislotali muhitda va benzol gomologlarida qizdirilganda, faqat yon zanjirlar oksidlanadi, karboksil guruhi esa yon zanjirdan qoladi, qolganlari esa karbonat angidridga o'tadi:
5C 6 H 5 - CH 3+6KMnO 4 +9H 2 SO 4 à5C 6 H 5 - COOH+6MnSO4 +3K2SO4 +14H2O
5C 6 H 5 - CH 2-CH 3+12KMnO 4 +18H 2 SO 4 à5C 6 H 5 - COOH+5CO 2+12MnSO4 +
6K 2 SO 4 +28H 2 O
Agar qizdirilganda neytral eritmada oksidlanish sodir bo'lsa, benzoik kislota va kaliy karbonat tuzi hosil bo'ladi:
C 6 H 5 - CH 2-CH 3+4KMnO 4 àC 6 H 5 – COO K+K 2 CO3+4MnO2 +KOH+2H2O
4. BENZOL HALKASIDAGI ALMASH REAKSIYALARI
Galogenlash
Benzol halqasidagi vodorod atomini halogen bilan almashtirish AlCl 3 , AlBr 3 , FeCl 3 va boshqalar katalizatorlari ishtirokida sodir bo'ladi:
Nitrlash
Benzol nitratlovchi aralashma (konsentrlangan nitrat va sulfat kislotalar aralashmasi) bilan reaksiyaga kirishadi:
Alkillanish
Benzol halqasidagi vodorod atomini alkil guruhi bilan almashtirish ( alkillanish) harakat ostida yuzaga keladi alkil galogenidlar katalizatorlar ishtirokida AlCl 3 , FeBr 3 yoki alkenlar fosfor kislotasi ishtirokida:
16-ma'ruza
POLİSIKLIK AROMATIK uglevodorodlar
Ma'ruza konspekti.
1. Izolyatsiya qilingan halqali polisiklik aromatik uglevodorodlar
1.1 Bifenil guruhi
1.2. Polifenilmetanlar
2. Kondensatsiyalangan benzenoid uglevodorodlar
2.1 Naftalin
2.2. Antrasen, fenantren
1. Izolyatsiya qilingan halqali polisiklik aromatik uglevodorodlar
Bir nechta benzol halqali politsiklik aromatik uglevodorodlar (arenlar) ikki guruhga bo'linadi.
1. Izolyatsiya qilingan halqali uglevodorodlar. Bularga bifenil va di- va trifenilmetanlar kiradi.
2. Kondensatsiyalangan halqali uglevodorodlar yoki benzoid uglevodorodlar. Bularga naftalin, antrasen va fenantren kiradi.
1.1. Bifenil guruhi
Ta'rif: Ikki (yoki undan ortiq) halqalar (halqalar) bir-biriga bir bog' bilan bog'langan aromatik birikmalar izolyatsiyalangan halqali polisiklik aromatik uglevodorodlar deyiladi.
Izolyatsiya qilingan halqali eng oddiy aromatik uglevodorod birikmasi bifenildir. Bifenil formulasidagi o'rnini bosuvchi moddalarning joylashuvi raqamlar bilan ko'rsatilgan. Bitta halqada raqamlar belgilanmaydi: 1, 2 ..... Ikkinchi qo'ng'iroqda raqamlar 1, 2 va boshqalar bilan belgilanadi:
Sxema 1.
Bifenil kristall modda bo'lib, T pl. 70 0 C, T b.p. 254 0 S, termal va kimyoviy qarshilik tufayli keng qo'llanilishiga ega. Sanoatda yuqori haroratli sovutish suvi sifatida ishlatiladi. Sanoatda bifenil benzolning pirolizi orqali ishlab chiqariladi:
Sxema 2.
Olishning laboratoriya usuli - natriy yoki misning yodobenzolga ta'siri
Sxema 3.
Reaksiya, ayniqsa, yadrodagi galogenning harakatchanligini oshiradigan arilgalogenidlarda elektronni tortib oluvchi o'rinbosarlar ishtirokida silliq kechadi:
Bifenilning eng muhim hosilasi diamin benzidindir. Odatda nitrobenzolni gidrazobenzolga qaytarish va ikkinchisini kislotalar ta'sirida izomerlash yo'li bilan olinadi:
Sxema 5.
Benzidin ko'plab asosiy (to'g'ridan-to'g'ri) bo'yoqlarni ishlab chiqarish uchun boshlang'ich materialdir. Diazotlash mumkin bo'lgan ikkita amino guruhining mavjudligi chuqur rangga ega bis-azo bo'yoqlarni olish imkonini beradi. Benzidindan olingan bo'yoq misoli Kongo qizil ko'rsatkichidir:
Sxema 6.
Kristal holatida bifenilning ikkala benzol halqalari bir tekislikda yotadi. Eritmada va gazsimon holatda halqalar tekisliklari orasidagi burchak 45 0 ga teng. Benzol halqalarining tekislikdan chiqishi 2, 2 va 6, 6 pozitsiyalarida vodorod atomlarining fazoviy oʻzaro taʼsiri bilan izohlanadi:
Sxema 7.
Agar orto pozitsiyalarida katta o'rinbosarlar mavjud bo'lsa, u holda C-C bog'i atrofida aylanish qiyinlashadi. Agar o'rinbosarlar bir xil bo'lmasa, unda mos keladigan hosilalarni optik izomerlarga ajratish mumkin. Fazoviy izomeriyaning bu shakli aylanma optik izomeriya yoki atropizomeriya deb ataladi.
Sxema 8.
Bifenil elektrofil aromatik almashtirish reaktsiyalarida benzolga qaraganda ancha faol ishtirok etadi. Bifenilning ekvimolyar miqdordagi brom bilan bromlanishi 4-bromobifenil hosil bo'lishiga olib keladi. Bromning ortiqcha miqdori 4,4`-dibromobifenil hosil bo'lishiga olib keladi:
9-sxema.
Bifenilnitratsiya reaktsiyalari, Fridel-Krafts atsilatsiyasi va boshqa elektrofil aromatik almashtirish reaktsiyalari xuddi shunday davom etadi.
1.2. Polifenilmetanlar
Ta'rif:
Ikki dan to'rttagacha benzol halqalari sp 3 gibridlanish holatida bitta uglerod atomiga bog'langan aromatik birikmalar.
Polifenilmetanning gomologik seriyasining asoschisi toluol, quyidagi birikma difenilmetandir:
10-sxema.
Di- va trifenilmetan Friedel-Crafts reaktsiyasi orqali benzol yordamida ikki usulda ishlab chiqariladi:
1. Metilenxlorid va xloroformdan:
11-sxema.
2. Benzilxlorid va benzilidenxloriddan:
12-sxema..
Difenilmetan - kristall modda, T pl. 26-27 0 S, apelsin hidiga ega.
Difenilmetan oksidlanganda benzofenon hosil bo'ladi:
13-sxema.
Trifenilmetan T pl kristalli moddadir. 92,5 0 C. Benzol bilan kristalli molekulyar birikma T pl. 78 0 S. Trifenilmetan oson oksidlanib, trifenilkarbinolga aylanadi. Uning molekulasidagi vodorod atomi osongina metallar va galogenlar bilan almashtiriladi. O'z navbatida, vodorod xlorid trifenilxlorometan ta'sirida trifenilkarbinol. Trifenilxlorometan qaytarilganda trifenilmetan, gidrolizda esa trifenilkarbinol hosil qiladi:
14-sxema..
Trifenilmetanning tuzilishi trifenilmetan seriyasi deb ataladigan bo'yoqlarning asosini tashkil qiladi. Aminotrifenilmetanlar rangsiz moddalar bo'lib, ular leyko birikmalar deb ataladi (yunoncha leukos - oq, rangsiz). Kislotali muhitda oksidlanganda ular rangli tuzlar hosil qiladi. Ushbu tuzlarda rang tashuvchisi (xromofor) uglerod va azot atomlari o'rtasida taqsimlangan musbat zaryadga ega bo'lgan konjugatsiyalangan iondir. Ushbu guruhning eng ko'zga ko'ringan vakili malaxit yashil rangdir. Fridel-Crafts reaktsiyasi orqali olinadi:
Sxema 15.
Leyko birikmasini oksidlanish jarayonida azot atomi va sp 2 gibridlanish holatiga o'tgan trifenilmetan tizimining uglerodlari o'rtasida benzol halqasi orqali konjugatsiyalangan bog'lanishlar tizimi hosil bo'ladi. Bunday tuzilish quinoid deb ataladi. Quinoid strukturaning mavjudligi chuqur zich rangning ko'rinishini ta'minlaydi.
Keng qo'llaniladigan indikator fenolftalein trifenilmetan bo'yoqlari guruhiga kiradi. Sulfat kislota ishtirokida fenol va ftalik angidrid (ftalik angidrid) reaksiyasi natijasida olinadi:
16-sxema.
2. Kondensatsiyalangan benzenoid uglevodorodlar
Ikki uglerod atomini birlashtiradigan ikki yoki undan ortiq benzol halqalarini o'z ichiga olgan uglevodorodlar eritilgan benzenoid uglevodorodlar deb ataladi.
2.1. Naftalin
Kondensatsiyalangan benzoy uglevodorodlarning eng oddiyi naftalindir:
17-sxema.
1,4,5 va 8-pozitsiyalar "a", 2, 3,6,7-pozitsiyalar "b" bilan belgilanadi. Shunga ko'ra, naftalin uchun 1 (a)- va 2 (b) hosilalari deb ataladigan ikkita bir xil o'rinbosar va o'nta o'rinbosar izomerning mavjudligi mumkin, masalan:
18-sxema.
Olish yo'llari.
Naftalinning asosiy qismi koʻmir smolasidan olinadi.
Laboratoriya sharoitida benzol va asetilen bug'larini ko'mir ustidan o'tkazish orqali naftalin olish mumkin:
19-sxema.
To'rt yoki undan ortiq uglerod atomlarining yon zanjiri bo'lgan benzol gomologlarining platina ustidan degidrotsikllanishi:
20-sxema.
1,3-butadienning dien sintezi bilan reaksiyaga kirishishi bilan P-benzokinon:
21-sxema.
Naftalin va uning hosilalarini olishning qulay laboratoriya usuli Fridel-Krafts reaktsiyasiga asoslangan usuldir:
22-sxema.
Naftalin - kristall modda, T pl. 80 0 S, yuqori volatillik bilan tavsiflanadi.
Naftalin benzolga qaraganda elektrofil almashtirish reaktsiyalariga osonroq kiradi. Bunday holda, birinchi o'rinbosar deyarli har doim a-pozitsiyada bo'ladi, chunki bu holda b-pozitsiyadagi almashtirishga qaraganda, energetik jihatdan qulayroq s-kompleks hosil bo'ladi. Birinchi holda, s-kompleks ikkinchi halqaning aromatikligini buzmasdan elektron zichligini qayta taqsimlash orqali barqarorlashadi, ikkinchi holda, bunday barqarorlashtirish mumkin emas:
23-sxema.
Naftalinda bir qator elektrofil almashtirish reaksiyalari:
24-sxema.
Elektrofil agentning b-holatiga kirishi kamroq uchraydi. Qoida tariqasida, bu muayyan sharoitlarda sodir bo'ladi. Xususan, naftalinning 60 0 S da sulfonlanishi kinetik boshqariladigan jarayon sifatida boradi, bunda 1-naftalinsulfon kislotasi ustunlik qiladi. Naftalinning 160 0 S da sulfonlanishi termodinamik boshqariladigan jarayon sifatida boradi va 2-naftalinsulfon kislotasi hosil boʻlishiga olib keladi:
25-sxema.
Ikkinchi o'rinbosarning naftalin tizimiga kirish joyi quyidagicha aniqlanadi:
1. mavjud o'rinbosarning orientatsion ta'siri;
2. a va b pozitsiyalarining reaktivligidagi farqlar.
Bunday holda, quyidagi shartlar bajariladi:
1. Agar naftalin halqalaridan birida birinchi turdagi o'rinbosar bo'lsa, u holda yangi o'rinbosar xuddi shu halqaga kiradi. 1(a)-pozitsiyadagi birinchi turdagi o‘rinbosar ikkinchi o‘rinbosarni asosan 4() ga yuboradi. juftlik)-pozitsiya. 2 da ikkinchi o'rinbosar bilan izomer( orto)-pozitsiya oz miqdorda hosil bo'ladi, masalan:
26-sxema.
Naftalin molekulasida joylashgan elektronni tortib oluvchi o'rinbosarlar hujumni 5 va 8-pozitsiyadagi boshqa halqaga yo'naltiradi:
27-sxema.
28-sxema.
Katalizator sifatida vanadiy pentoksidi yordamida naftalinning atmosfera kislorodi bilan oksidlanishi ftalik angidridning hosil bo'lishiga olib keladi:
29-sxema.
Naftalin 1, 2 yoki 5 mol vodorod qo'shilishi bilan turli qaytaruvchi moddalar ta'sirida qaytarilishi mumkin:
30-sxema.
2.2. Antrasen, fenantren
Naftalindan boshqa halqa hosil qilish orqali ikkita izomer uglevodorodni olish mumkin - antrasen va fenantren:
31-sxema..
1, 4, 5 va 8-pozitsiyalar "a", 2, 3, 6 va 7-pozitsiyalar "b", 9 va 10-pozitsiyalar "g" yoki "mezo" - o'rta pozitsiyalar bilan belgilanadi.
Olish yo'llari.
Antrasenning asosiy qismi ko'mir smolasidan olinadi.
Laboratoriya sharoitida antrasen benzoldan yoki tetrabrometandan Friedel-Crafts reaktsiyasi orqali olinadi:
32-sxema.
yoki ftal angidrid bilan reaksiyaga kirishib:
33-sxema.
Reaksiyaning birinchi bosqichi natijasida antrakinon olinadi, u antrasenga osonlikcha qaytariladi, masalan, natriy borgidrid bilan.Fittig reaktsiyasi ham qo'llaniladi, unga ko'ra antrasen molekulasi ikkita molekuladan olinadi. orto- bromobenzil bromid:
34-sxema.
Xususiyatlari:
Antrasen - kristall modda, T pl. 213 0 C. Antrasenning barcha uch benzol halqalari bir tekislikda yotadi.
Antratsen 9 va 10-pozitsiyalarga vodorod, brom va malein angidridni osongina qo'shadi:
35-sxema.
Brom qo'shilgan mahsulot vodorod bromidini osongina yo'qotib, 9-bromoantraken hosil qiladi.
Oksidlovchi moddalar ta'sirida antrasen osongina antrakinonga oksidlanadi:
36-sxema.
Fenantrene, shuningdek, antrasen, ko'mir smolasining tarkibiy qismidir.
Xuddi antrasen kabi, fenantren vodorod va bromni 9 va 10 pozitsiyalariga qo'shadi:
37-sxema.
Oksidlovchi moddalar ta'sirida fenantren osongina fenantrenkinonga oksidlanadi, u keyinchalik 2,2'-bifenik kislotagacha oksidlanadi:
36-sxema.
Ma'ruza uchun ko'rgazmali material
Sxema 1. Bifenilning tuzilish formulasi va bifenil molekulasidagi o'rinbosarlarning o'rnini belgilash tartibi.
Sxema 2.
Benzolni piroliz qilish orqali bifenilni sintez qilish sxemasi.
Sxema 3. Yodobenzoldan bifenil sintez qilish sxemasi.
Sxema 4.
Ullman reaksiyasiga ko'ra bifenil sintezi sxemasi.
Sxema 5. Benzidin sintezi sxemasi.
Sxema 6. Kongo indikatori qizil.
Sxema 7. Vodorod atomlarining orto- va ortodagi sterik o'zaro ta'siri sxemasi-qoidalar.
Sxema 8. Aylanadigan optik izomerlar.
9-sxema. Elektrofil almashtirish reaksiyasining sxemasi.
Quyidagi birikma difenilmetandir: 
10-sxema. Polifenilmetanlar.
11-sxema. Di- va trifenilmetan, metilenxlorid va xloroformni sintez qilish sxemasi.
12-sxema. Benzilxlorid va benzilidenxloriddan di- va trifenilmetanni sintez qilish sxemasi.
13-sxema. Difenilmetanning oksidlanish sxemasi.
14-sxema. Trifenilmetan hosilalari ishtirokidagi reaksiyalar.
Sxema 15. Yashil malaxit bo'yog'ini sintez qilish sxemasi.
16-sxema. Fenolftalein indikatorini sintez qilish sxemasi.
18-sxema. Naftalin hosilalari.
Olish yo'llari.
IZOLALANGAN SIKLILI POLISICLIK AROMATIK uglevodorodlar
Ko'p benzol halqali aromatik uglevodorodlar quyidagilarga bo'linadi:
1. Kondensatsiyalanmagan aylanishli uglevodorodlar. Bularga bifenil va di- va trifenilmetanlar kiradi.
2. Kondensatsiyalangan davrli uglevodorodlar. Bularga naftalin, antrasen va fenantren kiradi.
Bifenil guruhi
Ta'rif: Ikki (yoki undan ortiq) halqalar (halqalar) bir-biriga bir bog' bilan bog'langan aromatik birikmalar izolyatsiyalangan halqali polisiklik aromatik uglevodorodlar deyiladi.
Bifenil misol sifatida ko'rib chiqiladi:
Sanoatda bifenil benzolning pirolizi orqali ishlab chiqariladi:
Tayyorlashning laboratoriya usuli - natriy yoki misning yodobenzolga ta'siri yoki yadrodagi halogenning harakatchanligini oshiradigan arilgalogenidlarda elektronni tortib oluvchi o'rinbosarlar mavjud bo'lganda:
Bifenil kristall modda bo'lib, T pl. 70 0 C, T b.p. 254 0 S. Termodinamik jihatdan barqaror. Sanoatda yuqori haroratli sovutish suvi sifatida ishlatiladi.
Bifenil elektrofil aromatik almashtirish reaktsiyalarida benzolga qaraganda ancha faol ishtirok etadi. Bifenilning ekvimolyar miqdordagi brom bilan bromlanishi 4-bromobifenil hosil bo'lishiga olib keladi. Bromning ortiqcha miqdori 4,4`-dibromobifenil hosil bo'lishiga olib keladi:
Bifenilnitratsiya reaksiyalari, Fridel-Krafts atsetatsiyasi va boshqa elektrofil aromatik almashtirish reaksiyalari xuddi shunday davom etadi.
Polifenilmetanlar
Ta'rif: Ikki dan to'rttagacha benzol halqalari sp 3 gibridlanish holatida bitta uglerod atomiga bog'langan aromatik birikmalar.
Polifenilmetanning gomologik seriyasining asoschisi toluol, quyidagi birikma difenilmetandir:
Di- va trifenilmetan Friedel-Crafts reaktsiyasi orqali benzol yordamida ikki usulda ishlab chiqariladi:
1. Metilenxlorid va xloroformdan:
2. Benzilxlorid va benzilidenxloriddan:
Difenilmetan - kristall modda, T pl. 26-27 0 S, apelsin hidiga ega.
Difenilmetan oksidlanganda benzofenon hosil bo'ladi:
Trifenilmetanning tuzilishi trifenilmetan seriyasi deb ataladigan bo'yoqlarning asosini tashkil qiladi:
1. Yashil malaxit (porloq yashil) Fridel-Crafts reaktsiyasi orqali olinadi:
2. Fenolftalein.
Sulfat kislota ishtirokida fenol va ftalik angidrid (ftalik angidrid) reaksiyasi natijasida olinadi:
KOndensatsiyalangan Benzoid uglevodorodlar
Ikki uglerod atomini birlashtiradigan ikki yoki undan ortiq benzol halqalarini o'z ichiga olgan uglevodorodlar eritilgan benzenoid uglevodorodlar deb ataladi.
Naftalin
Kondensatsiyalangan benzoy uglevodorodlarning eng oddiyi naftalindir:
1,4,5 va 8-pozitsiyalar "a", 2, 3,6,7-pozitsiyalar "b" bilan belgilanadi.
Olish yo'llari.
Naftalinning asosiy qismi koʻmir smolasidan olinadi.
Laboratoriya sharoitida benzol va asetilen bug'larini ko'mir ustidan o'tkazish orqali naftalin olish mumkin:
To'rt yoki undan ortiq uglerod atomlarining yon zanjiri bo'lgan benzol gomologlarining platina ustidan degidrotsikllanishi:
1,3-butadienning dien sintezi bilan reaksiyaga kirishishi bilan P-benzokinon:
Naftalin - kristall modda, T pl. 80 0 S, yuqori volatillik bilan tavsiflanadi.
Naftalin benzolga qaraganda elektrofil almashtirish reaktsiyalariga osonroq kiradi. Bunday holda, birinchi o'rinbosar deyarli har doim a-pozitsiyada bo'ladi:
Elektrofil agentning b-holatiga kirishi kamroq uchraydi. Qoida tariqasida, bu muayyan sharoitlarda sodir bo'ladi. Xususan, naftalinning 60 0 S da sulfonlanishi kinetik jihatdan boshqariladigan jarayon sifatida, 1-naftalinsulfon kislotaning ustun hosil bo‘lishi bilan boradi. Naftalinning 160 0 S da sulfonlanishi termodinamik boshqariladigan jarayon sifatida boradi va 2-naftalinsulfon kislotasi hosil boʻlishiga olib keladi:
Naftalin molekulasiga ikkinchi o'rinbosar kiritilganda, orientatsiya unda mavjud bo'lgan o'rinbosarning tabiati bilan belgilanadi. Naftalin molekulasida joylashgan elektron donor o'rinbosarlari hujumni 2 va 4-pozitsiyalarda bir xil halqaga yo'naltiradi.
S.Yu. Eliseev
Aromatik uglevodorodlar haqida tushuncha, ularning qo‘llanilishi, fizik-kimyoviy va yong‘in-portlash xossalari.
Benzol molekulasining tuzilishi haqida zamonaviy tushuncha. Benzolning gomologik qatori, nomenklaturasi, izomeriyasi. Arene toksikligi.
Asosiy kimyoviy reaktsiyalar:
almashtirishlar (galogenlash, nitrlash, sulfonlanish, alkillanish)
qo'shimchalar (vodorod va halogenlar);
oksidlanish (to'liq bo'lmagan oksidlanish, yonish jarayonining xususiyatlari, kuchli oksidlovchi moddalar bilan aloqa qilganda o'z-o'zidan yonish tendentsiyasi);
Benzol halqasida almashtirish qoidalari. Birinchi va ikkinchi qator o'rinbosarlari.
Aromatik uglevodorodlarni olishning sanoat usullari.
Asosiy aromatik uglevodorodlarning qisqacha tavsifi: toluol, benzol, ksilen, etilbenzol, izopropilbenzol, stirol va boshqalar.
Aromatik nitro birikmalari, nitrobenzol, toluolning fizik-kimyoviy va yong'inga xavfli xossalari. Ularni qabul qilish uchun reaktsiyalar.
Aromatik aminlar: nomenklaturasi, izomeriyasi, ishlab chiqarish usullari, alohida vakillari (anilin, difenilamin, dimetilanilin).
Aromatik uglevodorodlar (arenlar)
Aromatik birikmalar odatda karbotsiklik birikmalar deb ataladi, ularning molekulalarida oltita uglerod atomidan iborat maxsus tsiklik guruh - benzol halqasi mavjud. Bunday guruhni o'z ichiga olgan eng oddiy modda uglevodorodli benzoldir; bu turdagi boshqa barcha aromatik birikmalar benzolning hosilalari hisoblanadi.
Aromatik birikmalarda benzol halqasi mavjudligi sababli ular ba'zi xossalari bo'yicha to'yingan va to'yinmagan alitsiklik birikmalardan, shuningdek, ochiq zanjirli birikmalardan sezilarli darajada farqlanadi. Aromatik moddalarning o'ziga xos xususiyatlari, ularda benzol yadrosi mavjudligi sababli, odatda aromatik xususiyatlar va benzol yadrosi, mos ravishda aromatik yadro deb ataladi.
Shuni ta'kidlash kerakki, "aromatik birikmalar" nomi endi o'zining asl to'g'ridan-to'g'ri ma'nosiga ega emas. Bu birinchi o'rganilgan benzol hosilalarining nomi edi, chunki ular xushbo'y hidga ega yoki tabiiy aromatik moddalardan ajratilgan. Hozirgi vaqtda aromatik birikmalarga yoqimsiz hidga ega bo'lgan yoki umuman hidga ega bo'lmagan ko'plab moddalar kiradi, agar ularning molekulasida (4n + 2) umumlashtirilgan elektronli tekis halqa bo'lsa, bu erda n 0, 1, 2, 3 qiymatlarini qabul qilishi mumkin. , va hokazo. .d., Gyukkel qoidasidir.
Benzol qatorining aromatik uglevodorodlari.
Aromatik uglevodorodlarning birinchi vakili - benzol - C6H6 tarkibiga ega. Bu modda 1825 yilda M. Faraday tomonidan siqish yoki sovutish paytida hosil bo'lgan suyuqlikda topilgan. ko'mirni quruq distillash jarayonida olinadigan yorug'lik gazi. Keyinchalik, ko'mirni quruq distillashning boshqa mahsulotida - ko'mir smolasida benzol topildi (A. Xoffman, 1845). Bu juda qimmatli modda bo'lib chiqdi va keng qo'llanilishini topdi. Keyin juda ko'p organik birikmalar benzolning hosilalari ekanligi aniqlandi.
Benzolning tuzilishi.
Uzoq vaqt davomida benzolning kimyoviy tabiati va tuzilishi haqidagi savol noaniq bo'lib qoldi. Bu kuchli to'yinmagan birikma kabi ko'rinadi. Axir uning tarkibi C6H6 uglerod va vodorod atomlarining nisbati bo'yicha CnH2n-6 formulasiga to'g'ri keladi, uglerod atomlari soniga mos keladigan to'yingan uglevodorod geksan esa C6H14 tarkibiga ega va CnH2n+2 formulasiga mos keladi. Biroq, benzol to'yinmagan birikmalarga xos bo'lgan reaktsiyalarni bermaydi; masalan, bromli suv va KMnO4 eritmasini bermaydi; normal sharoitda qo'shilish reaktsiyalariga moyil emas, oksidlanmaydi. Aksincha, katalizatorlar ishtirokida benzol to'yingan uglevodorodlarga xos bo'lgan o'rnini bosuvchi reaktsiyalarga kiradi, masalan, galogenlar bilan:
C6H6 + Cl2 ® C6H5Cl + HCl
Ammo ma'lum bo'lishicha, ma'lum sharoitlarda benzol qo'shimcha reaktsiyalarga ham kirishi mumkin. U erda katalizatorlar ishtirokida 6 vodorod atomini qo'shib vodorodlanadi:
C6H6 + 3H2 ® C6H12
Yorug'lik ta'sirida benzol asta-sekin 6 ta halogen atomini qo'shadi:
C6H6 + 3Cl2 ® C6H6Cl6
Ba'zi boshqa qo'shilish reaktsiyalari ham mumkin, ammo ularning barchasi ochiq maqsadli moddalar yoki alitsiklik birikmalardagi qo'sh bog'lanishga qaraganda bir necha baravar kam faollik bilan davom etadi.
Bundan tashqari, C6H5X benzolining monosubstitusiyalangan hosilalari izomerlarga ega emasligi aniqlandi. Bu shuni ko'rsatdiki, uning molekulasidagi barcha vodorod va barcha uglerod atomlari o'z pozitsiyalarida ekvivalentdir, bu ham uzoq vaqt davomida tushuntirish topa olmadi.
Birinchi marta benzolning tuzilishi formulasi 1865 yilda taklif qilingan. Nemis kimyogari Avgust Kekule. U benzoldagi 6 ta uglerod atomi bir-biri bilan almashinadigan bir va qoʻsh bogʻlanish yoʻli bilan bir-biri bilan bogʻlanib, bir sikl hosil qilishini va bundan tashqari, ularning har biri bitta vodorod atomi bilan bogʻlanishini taklif qildi: CH CH CH CH CH CH Kekule qoʻsh bogʻlanishni taklif qildi. benzolda harakatsiz emas; uning so'zlariga ko'ra, ular halqada doimiy ravishda harakat qiladilar (tebranishadi), bu sxema bilan ifodalanishi mumkin: CH (I) CH (II) I va II formulalar, Kekulega ko'ra, CH CH CH CH to'liq ekvivalent va faqat ½½<=>½½ benzol molekulasi birikmasining o'zaro o'tadigan 2 CH CH CH CH CH CH fazasini ifodalaydi. CH CHKekule shunday xulosaga keldiki, agar benzoldagi qoʻsh bogʻlanish holati belgilangan boʻlsa, uning qoʻshni uglerodlardagi oʻrnini bosuvchi C6H4X2 ikki oʻrinbosar hosilalari bitta va qoʻsh bogʻlanish holatida izomerlar shaklida boʻlishi kerak:
½ (III) ½ (IV)
C CNS S-X NS S-X
½½½<=>½½½
Kekule formulasi keng tarqaldi. U tetravalent uglerod tushunchasiga mos keladi, benzoldagi vodorod atomlarining ekvivalentligini tushuntiradi. Ikkinchisida olti a'zoli sikl mavjudligi isbotlangan; xususan, gidrogenlashda benzol siklogeksan hosil qilishi, o'z navbatida siklogeksan degidrogenlash orqali benzolga aylanishi bilan tasdiqlanadi.
Biroq, Kekule formulasi sezilarli kamchiliklarga ega. Benzolda uchta qo'sh bog' bor deb faraz qilsak, u nega bu holda benzol qo'shilish reaktsiyalariga deyarli kirmasligini, oksidlovchi moddalar ta'siriga chidamliligini tushuntira olmaydi, ya'ni. to'yinmagan birikmalarning xossalarini ko'rsatmaydi.
Benzolni eng yangi usullar yordamida o'rganish shuni ko'rsatadiki, uning molekulasida uglerod atomlari orasidagi oddiy oddiy ham, oddiy qo'sh bog'lar ham mavjud emas. Masalan, aromatik birikmalarni rentgen nurlari yordamida o‘rganish shuni ko‘rsatdiki, benzoldagi 6 ta uglerod atomi sikl hosil qilib, muntazam olti burchakli uchlarida bir tekislikda yotadi va ularning markazlari bir-biridan teng masofada joylashgan bo‘lib, 1,40 A ni tashkil qiladi. Bu masofalar uglerod atomlari markazlari orasidagi bitta bog'lanish (1,54 A) va qo'sh bog' bilan bog'langan (1,34 A) m dan ortiq masofadan kichikroqdir. Shunday qilib, benzolda uglerod atomlari maxsus, ekvivalent bog'lar yordamida bog'lanadi, ular aromatik bog'lar deb ataladi. O'z tabiatiga ko'ra, ular qo'sh va bitta bog'lanishdan farq qiladi; ularning mavjudligi benzolning xarakterli xususiyatlarini aniqlaydi. Zamonaviy elektron tushunchalar nuqtai nazaridan aromatik bog'lanishlarning tabiati quyidagicha izohlanadi.
