Benzol yadrosida o'rinbosarlar mavjud bo'lganda, nitroguruhning kirish joyi va reaktsiya sharoitlari, mavjud bo'lgan o'rinbosarning tabiati bo'yicha elektrofil almashtirishning boshqa reaktsiyalarida bo'lgani kabi aniqlanadi.

Birinchi turdagi orientantlar(OH, OR, OCOR, NH 2, NHR, NR 2, NHCOR, –N=N–, CH 2 Cl, CH 3, F, Cl, Br, I) nitro guruhini asosan orto-para pozitsiyasiga yo'naltiradi va uning kiritilishini osonlashtiradi (galoidlardan tashqari).

Ikkinchi turdagi orientantlar(SO 3 H, NO 2, COOH, COOR, CN, CCl 3) nitroguruhni asosan meta pozitsiyasiga yo'naltiradi va uni yadroga kiritishni qiyinlashtiradi.

Birinchi turdagi orientantlarni o'z ichiga olgan birikmalar yumshoqroq sharoitda nitratlanadi: toluolning mononitro birikmalariga nitrlanishi 40 ° C dan yuqori bo'lmagan haroratda sodir bo'ladi; fenolning mononitrlanishi hatto sovutilganda suyultirilgan nitrat kislota bilan ham amalga oshiriladi. Benzol yadrosida mavjud bo'lgan o'rinbosarlarning tabiati ham reaksiya tezligini belgilaydi. Mavjud o'rinbosar ta'sirida reaktsiya tezligining qiyosiy o'zgarishini sxematik ravishda xlorning o'ng tomonidagi guruhlar reaksiyani tezlashtiradigan va chap tomonda sekinlashtiradigan joyda tasvirlash mumkin.

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

tezlikni sekinlashtiring

Ikki va ko'p almashtirilgan benzollarda o'rinbosarlarning ta'siri qo'shimcha hisoblanadi. Har xil turdagi o'rinbosarlar mavjud bo'lganda, elektrofilning kirish joyi birinchi turdagi orientantni aniqlaydi, chunki u yadroni faollashtiradi. Agar ikkala o'rinbosar bir jinsga mansub bo'lsa, u holda kirish joyi kuchliroq tomonidan belgilanadi:

Toluolni 20-30 ° S haroratda nitratlovchi aralashma bilan nitrlash natijasida o- va p-nitrotoluenlar aralashmasi deyarli miqdoriy umumiy hosilga ega.

Nitrotoluollarning nitro birikmalariga keyingi nitrlanishi yuqori haroratda amalga oshiriladi.

Azot va sulfat kislotalarni 110 ° C haroratda dinitrotoluenlarga bug'lash ta'sirida portlovchi modda sifatida ishlatiladigan 2,4,6-trinitrotoluol (TNT) hosil bo'ladi. Benzol halqasida alkil guruhlari sonining ko'payishi bilan nitrlanish osonlashadi. Ksilenlar toluolga qaraganda osonroq nitratlanadi, mezitilen esa engilroq sharoitda asetil yoki benzoil nitrat bilan.

Diazo birikmasi orqali olish

Ushbu guruhning usullari juda kam sonli, ammo ular yuqori hosildorlik, qo'shimcha mahsulot aralashmalarining past miqdori, soddaligi va bajarilishining xilma-xilligi bilan ajralib turadi.

Ushbu guruhning eng oddiy va ishonchli usuli Sandmeyer reaktsiyasini amalga oshirishdir. Ushbu bosqichning turlicha amalga oshirilishiga faqat ikkita misol keltirishimiz mumkin:

2.3 Boshqa usullar

PhBr + TfOMe, Borodin-Hunsdieker reaktsiyasida antranilik kislota, o-dibromobenzol va MeMgBr reaktsiyasi va boshqalar. - boshqa usullarga nisbatan afzalliklarga ega va ular qiziqish uyg'otsa ham pastroq tayyorgarlik qiymatiga ega.

Sintezning tanlangan yo'li - tahlil qilish, tajriba bosqichlarini bajarish usullarini tavsiflash

Yuqorida batafsil tavsiflangan bir yoki boshqa usulni tanlashning asosiy mezoni ishonchlilik va mavjudlikdir. Bu toluol - nitrotoluol - o-toluidin - o-bromotoluol yo'liga mos keladi.

Toluolni nitrlash

0,15 mol aromatik nitro birikmasi aralashtirgich, qo'shimcha voronka, ichki termometr bilan jihozlangan 250 ml uch bo'yinli kolbaga solinadi (qurilma muhrlangan bo'lmasligi kerak). Eng kamida 10 ° C ga oldindan sovutilgan nitratlash aralashmasi, keyin asta-sekin qo'shiladi, yaxshi aralashtiriladi va muzli hammom bilan sovutiladi, reaktsiya aralashmasining harorati 5-10 ° C oralig'ida bo'lishi kerak.

Keyin xona haroratida yana 2-3 soat aralashtiramiz. Keyin reaksiya aralashmasi ehtiyotkorlik bilan 300 ml muzdek sovuq suvga quyiladi va yaxshilab aralashtiriladi. Organik qatlam ajratiladi, suvli qatlam efir bilan chiqariladi. Birlashtirilgan organik ekstraktlar suv bilan yuviladi, 2N. natriy gidrokarbonat eritmasi neytral bo'lgunga qadar, keyin yana suv bilan. isitgich. Ekstraktlar CaCl 2 ustida quritiladi va distillanadi. P-izomer muz va tuz aralashmasi bilan muzlatiladi, oz miqdorda sovuq neft efiri bilan yuviladi. (Ehtiyotkorlik bilan ajratish etarli, bu usul p-izomerning taxminan 4% ni qoldiradi: muz va tuz aralashmasi bilan 8 soat davomida muzlatish (2: 1). Yaxshi ajratish usuli p-izomerni ishqoriy bilan kamaytirishdir. Qaytaruvchi vosita.P-toluidinni asosiy xossalari tufayli ajratish mumkin.Ajratish eng yaxshi fraksiyonel distillash va keyin kristallanish orqali erishiladi 11). Filtrdan 30 sm kolonnada vakuum distillash orqali O'yinda elektr isitish bilan o-izomer izolyatsiya qilinadi. O-izomerning rentabelligi 40% ni tashkil qiladi. O- va ​​p-nitrotoluolning qaynash nuqtalari mos ravishda 96 ° C/9 mm. va 105 ° C /10 mm, p-toluidinning erish nuqtasi 52-54 ° S.

Jismoniy xususiyatlar

Benzol va uning eng yaqin gomologlari o'ziga xos hidli rangsiz suyuqliklardir. Aromatik uglevodorodlar suvdan engilroq va unda erimaydi, lekin ular organik erituvchilarda - spirt, efir, asetonda oson eriydi.

Benzol va uning gomologlari ko'plab organik moddalar uchun yaxshi erituvchilardir. Barcha arenalar molekulalarida yuqori uglerod miqdori tufayli tutunli alanga bilan yonadi.

Ba'zi arenalarning fizik xususiyatlari jadvalda keltirilgan.

Jadval. Ba'zi arenalarning fizik xususiyatlari

Ism	Formula	t°.pl., °C	t°.bp., °C
Benzol	C 6 H 6	5,5	80,1
Toluol (metilbenzol)	C 6 H 5 CH 3	95,0	110,6
Etilbenzol	C 6 H 5 C 2 H 5	95,0	136,2
Ksilen (dimetilbenzol)	C 6 H 4 (CH 3) 2
orto-		25,18	144,41
meta-		47,87	139,10
juft-		13,26	138,35
Propilbenzol	C 6 H 5 (CH 2) 2 CH 3	99,0	159,20
Kumen (izopropilbenzol)	C 6 H 5 CH(CH 3) 2	96,0	152,39
Stirol (vinilbenzol)	C 6 H 5 CH \u003d CH 2	30,6	145,2

Benzol - past qaynatish ( tkip= 80,1 ° C), rangsiz suyuqlik, suvda erimaydi

Diqqat! Benzol - zahar, buyraklarga ta'sir qiladi, qon formulasini o'zgartiradi (uzoq vaqt davomida ta'sir qilish bilan), xromosomalarning tuzilishini buzishi mumkin.

Aksariyat aromatik uglevodorodlar hayot uchun xavfli va zaharli hisoblanadi.

Arenlarni olish (benzol va uning gomologlari)

Laboratoriyada

1. Benzoik kislota tuzlarining qattiq ishqorlar bilan birlashishi

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

natriy benzoat

2. Wurtz-Fitting reaktsiyasi: (bu erda G halogen)

6 danH 5 -G+2Na + R-G →C 6 H 5 - R + 2 NaG

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

Sanoatda

• fraksiyonel distillash, isloh qilish yo'li bilan neft va ko'mirdan ajratilgan;
• ko'mir smolasidan va koks gazidan

1. Alkanlarning degidrotsikllanishi 6 dan ortiq uglerod atomiga ega:

C 6 H 14 t , kat→C 6 H 6 + 4H 2

2. Asetilenning trimerizatsiyasi(faqat benzol uchun) - R. Zelinskiy:

3C 2 H2 600°C, Qonun. ko'mir→C 6 H 6

3. Dehidrogenatsiya siklogeksan va uning gomologlari:

Sovet akademigi Nikolay Dmitrievich Zelinskiy benzol siklogeksandan (sikloalkanlarning dehidrogenatsiyasi) hosil bo'lishini aniqladi.

C 6 H 12 t, mushuk→C 6 H 6 + 3H 2

C 6 H 11 -CH 3 t , kat→C 6 H 5 -CH 3 + 3H 2

metiltsiklogeksanetolun

4. Benzolning alkillanishi(benzolning gomologlarini olish) – r Fridel-Crafts.

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

xloroetan etilbenzol

Arenalarning kimyoviy xossalari

I. OKSIDALANISH REAKSIYALARI

1. Yonish (tutunli alanga):

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

2. Benzol normal sharoitda bromli suv va kaliy permanganatning suvdagi eritmasini rangsizlantirmaydi.

3. Benzol gomologlari kaliy permanganat bilan oksidlanadi (kaliy permanganat rangi o‘zgaradi):

A) kislotali muhitda benzoy kislotaga

Kaliy permanganat va boshqa kuchli oksidlovchilarning benzol gomologlariga ta'sirida yon zanjirlar oksidlanadi. O'rinbosar zanjiri qanchalik murakkab bo'lmasin, karboksil guruhiga oksidlangan a -uglerod atomi bundan mustasno, u yo'q qilinadi.

Bir yon zanjirli benzolning gomologlari benzoy kislotasini beradi:

Ikki yon zanjirni o'z ichiga olgan gomologlar ikki asosli kislotalarni beradi:

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

Soddalashtirilgan :

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

B) benzoy kislotaning neytral va ozgina ishqoriy tuzlarida

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

II. QO'SHIMCHA REAKSIYALARI (alkenlardan qattiqroq)

1. Galogenlash

C 6 H 6 + 3Cl 2 h ν → C 6 H 6 Cl 6 (geksaxlorotsiklogeksan - geksaxloran)

2. Gidrogenlash

C 6 H 6 + 3H 2 t , PtyokiNi→C 6 H 12 (sikloheksan)

3. Polimerlanish

III. ALDIRISH REAKSIYALARI - ion mexanizmi (alkanlardan engilroq)

1. Galogenlash -

a ) benzol

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

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

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

b) nurlanish yoki qizdirishda benzol gomologlari

Kimyoviy xossalari bo'yicha alkil radikallari alkanlarga o'xshaydi. Ulardagi vodorod atomlari erkin radikal mexanizm bilan galogenlar bilan almashtiriladi. Shuning uchun katalizator bo'lmasa, isitish yoki UV nurlanishi yon zanjirda radikal almashtirish reaktsiyasiga olib keladi. Benzol halqasining alkil o'rnini bosuvchi moddalarga ta'siri bunga olib keladi vodorod atomi doimo benzol halqasi (a-uglerod atomi) bilan bevosita bog'langan uglerod atomida almashtiriladi.

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

v) katalizator ishtirokida benzol gomologlari

C 6 H 5 -CH 3 + Cl 2 AlCl 3 → (orta aralashmasi, juft hosilalar) +HCl

2. Nitrlash (azot kislotasi bilan)

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

nitrobenzol - hid bodom!

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

2,4,6-trinitrotoluol (tol, trotil)

Benzol va uning gomologlaridan foydalanish

Benzol C 6 H 6 yaxshi erituvchi hisoblanadi. Benzol qo'shimcha sifatida motor yoqilg'isi sifatini yaxshilaydi. U ko'plab aromatik organik birikmalar - nitrobenzol C 6 H 5 NO 2 (eritma, anilin olinadi), xlorbenzol C 6 H 5 Cl, fenol C 6 H 5 OH, stirol va boshqalarni olish uchun xom ashyo bo'lib xizmat qiladi.

Toluol C 6 H 5 -CH 3 - bo'yoqlar, dorilar va portlovchi moddalar (trotil (tol) yoki 2,4,6-trinitrotoluen TNT) ishlab chiqarishda ishlatiladigan hal qiluvchi.

Ksilol C 6 H 4 (CH 3) 2. Texnik ksilen uchta izomerning aralashmasidir ( orto-, meta- Va juft-ksilenlar) - ko'plab organik birikmalarni sintez qilish uchun erituvchi va boshlang'ich mahsulot sifatida ishlatiladi.

Izopropilbenzol C 6 H 5 -CH (CH 3) 2 fenol va aseton olish uchun xizmat qiladi.

Benzolning xlor hosilalari o'simliklarni himoya qilish uchun ishlatiladi. Shunday qilib, benzoldagi H atomlarini xlor atomlari bilan almashtirish mahsuloti geksaxlorbenzol C 6 Cl 6 - fungitsid; bug'doy va javdarni qattiq dog'ga qarshi quritish uchun ishlatiladi. Benzolga xlor qo'shilishi mahsuloti geksaxlorotsiklogeksan (geksaxloran) C 6 H 6 Cl 6 - insektitsid; u zararli hasharotlarga qarshi kurashda ishlatiladi. Bu moddalar pestitsidlarga - mikroorganizmlar, o'simliklar va hayvonlarga qarshi kurashuvchi kimyoviy vositalarga tegishli.

Stirol C 6 H 5 - CH \u003d CH 2 juda oson polimerlanadi, polistirol hosil qiladi va butadien - stirol-butadien kauchuklari bilan kopolimerlanadi.

VIDEO TAJRIBASI