Н.А. Тюкавкина - Органическая химия (1125793), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Реакции электрофильного замещения в производных бепзола, имеющих заместители П рода, протекают значительно медленнее. Например, нитрование нитробензола идет в " ббб раз медленнее, чем нитрованне бензола. Иитробензои и.лииитробензои Задание 3.16. Напишите схему реакции сульфироваиия беизойной кислоты С,Н,СООН.
Укажите взаимое расположение функциональных групп в полученном продукте. 3.2.7. ОТДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ Беизол ф̈́— бесцветная жидкость с характерным запахом. Не растворим в воде„токсичен. Широко используется в промышленной органической химии. Практически все соединения, имеющие в своем составе бензольные кольца, получаются из бензола. например стирол, фенол, аиилин, галогензамещенные арены. Бензол используется лля синтеза красителей, поверхностно-активных веществ, фармацевтических препаратов. Одним из промышленных источников бензола является каменноугольная смола, получаемая при коксовании каменного угля, т.е. при нагревании его до !000 †!200 "С.
При перегонке каменноугольной смолы получаются значительные количества бензола, толуола, ксилолов, зтилбензола. Другим источником аренов является нефть. В процессе ароматнзацпи нефти, идущем при 500 *С над катализатором (платина на оксиде алюминия), алканы и алкены, содержащиеся в нефти, превращаются в бензол и его гомологи. Толуол С„Н,СН, — бесцветная жидкость. Не растворим в воле, проявляет слабое наркотическое действие. Используется как сырье для производства красителей, взрывчатых веществ.
Нафталин — бесцветные пластинки (т. пл. 80 "С); легко возгоняется, не растворяется в воде, растворим в органических растворителях. В заметном количестве (до 10%) содержится в средних фракциях каменноугольной смолы. кипящих до ~40 "С.
Нафталин легче, чеи бензол, вступает в реакции злектрофильного замещения, приводящие к получению различных производных нафталина, широко использу" ющихся в химии красителей. Аитрацеи (т. пл. 217 'С) и фенаитреи (т. пл. 100'С) выделяют из высококипящей фракции каменноугольной смолы. Антрацен используется в производстве так называемых антрахиноновых «р" сителей в аиде своего окисленного производного — антрахинона. углеродный скелет фенаитрена содержится во многих важных прн ,ьых соединениях в частично или полностью гидрированиом состоянии. и Вопросы и упражнения Опишите схему образования сопряженной системы в бензоле, дайте опрелеление понятия «энергия сопряжения». 2, Какие соединения облалают ароматичностью? 3, Напишите структурные формулы гомологов бензола состава С„Н„, и назовите их.
Напишите формулы структурных изомеров пропнлбепзола и на- зовите их. 5, Напишите структурные формулы следующих аренов: 1,2-диметил- 4-этилбензола; л-днизопропилбензола; 1,3,5-триметилбензола. б Напишите схему реакции образования ароматического углеводо- рода пря циклизации трех молекул пропана. Назовите его.
7. Напишите схему превращения этилциклогексана в ароматический углеводород. Назовите его, 8, Напишите схему реакции бромирования бензола в присутствии А!Вгг Опишите механизм реакции. 9. Напипнпе схему реакции взаимодействия бензола с 2-бромпропа- ном. Какой катаяизатор следует использовать? !О. Напишите схему реакции восстановления л-китопа. Назовите по- лученный продукг. ! !. Напишите схему реакции ошкления 1,4-диметилбензола. !2. Какие заместители в бензольиом кольце проявляют +М-эффект. В какие положения они ориентируют вновь вступающие элект!юфильные группы? !3.
Какис заместители в бензольном кольце проявляют -М-эффект? В какое положение они ориентируют вновь вступающие электрофильные зруппы? !4. Напишите схелзу реакции взаимодействия зтилбензола с бромом а присутствии бромида железа(Н!В Укажите взаимное положение замес- тнзелей в полученном соединении. !5. Напишите схему реакции нитрования хлорбензола. Укажите вза- имное положение заместителей в полученном соединении. !б. Напишите схему реакции сульфирования толуола. Укажите взаим- ное положение заместителей в получающихся нзомерах.
!7. Установите строение углеводорода состава Ск,Ни, который при сульфированил дает только одну моносульфоновую кислоту, а при ки- пячении с водным раствором перманганата превращается в вещество состава С Н О . з !8. Из бензола н неорганических реагентов синтезируйте три пзомерные нитробензойные кислоты. Из бензола и неорганических реагентов синтезируйте изомерные "лорбензолсульфоновые кислоты.
л-Ни грот олуол являезся промежуточным продуктом в снап езе ""естезипа и новокаина. Какое из соединений -- толуол или ннтробенл — следует использовать в качестве исходного соединения лля одно- ста г"дивного синтеза л-натротолуола? Эквимолярпую смесь бензойной кислоты и толуола обработали ""ором в присутствии хлорида алюминия прн нагревании. Какой продукт ЗЗ2 129 образуется в относительно большем количеегве прн условии, что реагент был взят в иедостжгкеу Каким путем генерируется злектрофильная часпзца в данной реакцину 22.
Правилу Хюккеля отвечает моноцикличсский сопряженный углеводород — !!0)аннулен (от лат. ашш)из — колечко). В спличие от цщ, лоокгазетраена его можно представлпь в виде неправильного лзногоуголь ника, углеродный скелет которого напоминает скелет молекулы нафталина Казалось бы, такая сзруктура !)0]аннулена должна удовлетворять всем криз~- риям ароматичностн. Однако !)Р)аинулен леарюматнчен и является чрезвычайно реакционноспособным соединением. Найдите причину, по кото рой !)01аннулен нельзя счизазь ароматическилз углеводоролом.
Подсказкой к решени1о послужзп указание, что !!4)аннулен и особенно )!8)аниулеи (напишлгге самостоятельно его сзруктуру) относятся к ароматическим соединениям. !1 О! Аниулеи !14! Аннулен ГОМОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Глава 4 ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ ° галогенопроизводнымн называются производные углеводородов„в которых один или несколько атомов водорода заменены атомами галогена.
По характеру галогена различают фтор-, хлор-, бром- и иодпроизводиые. По числу атомов галогена, содержащихся в молекуле, их подразделяют на моно-, ди-, тризамещениые и т. д. В зависимости от природы углеводоролного радикала галогенопроизводные делятся на алифати чески е, ал и циклические и ароматические. Ароматическими называются галогенопронзводные, в которых атом галогена связан непосредственно с ароматическим кольцом. гелогеиолролаеолные Алицинлниеонне Хронатииеоиив СНаСНя — ц, пролетал Фторбеиаол Хлорцинлогеноаи 4 1 НОМЕНКПАТУРА И ИЗОМЕРИЯ При составлении названий алифатических галогенсодержащих соединений по заместительной номенклатуре сначала цифрой указывают положение галогена и называют его (в виде префикса), а затем "азь'лают главную углсродную цепь (родоначальную структуру). умерацию углеродной цепи начинают с того конца, ближе к которому находится атом галогена.
Если в молекуле имеются углеводо- лные заместители, то их наличие также отражается префиксом. Зародн 5л 133 местители, включая галоген, перечисляют в алфавитном порядке (сравните названия д-иод-2-метилпропан и к-метил-2-хлорпропан). СНз 3 я 1 я! л СНаСН2СН2 ! Снз — С вЂ” Снз Снз а! о СНз — С вЂ” СНз ) я а СНзСНСНз 1 ! 2-Иод-2-иетилпрапин 2-Метил-2-клор- пропин 2-Иаппрапои 1-Иодпроплн Задание 4Л. Назовите по эалтесппельиой номенклатуре следующие соединения. СНт СН, ! С!СН,СНСН,СН,С1, СН,СН,ССН,; ! Г СН,СН, ! СН СН СНСН СНСН,СНтйг С1 При составлении названий алициклических и ароматических галогенопроизводных за родоначальную структуру принимают карбоцикл. У ароматических галогенопроизводных карбоциклом является бензольное кольцо. В названиях моногалогенопроизводных бензола положение галогена цифрой не указывается, так как все атомы углерода в бензоле равноценны.
У дигалогенопроизводных нумерацию начинают с атома углерода, связанного с одним из галогенов, и продолжают в такой последовательности, чтобы другой галоген получил наименьший номер. В название соединения соответственно вводится умножительная приставка. $ 1,4-диклорбенлал 1,З-Дикиорбенеол Кпорбеноол т,2-диклорбонеоп 132 В зависимости от того, с каким атомом углерода связан галоген, различают первичные, вторичные и третичные галогенопроизводные Первичными галогенопроизводными называют такие, в молекуле которых атом галогена связан с первичным атомом углерода (1- иодпропан).
У вторичных (а-иодпропан) и третичных (2-иод-Х-метилпропан) — атом галогена связан соответственно со вторичным н третичным атомами углерода. Ди-, три- и полигалогенопроизводные называют по тем же правилам с использованием умножительных -— приставок, например, 1,2-дихлорэтан С1СН,СН,С1. 3д ян1м 4.э. Существует ли 1,5-дихлорбензол1 Как правильно назвать Эт (О СОСЛННЕИИЕ? Кроме заместительной номенклатуры для названия галогенопрои заоди~ 1х пРоДолжаю( испол ьзова гь Ради кал ьно-фУнкц(юнал ьнУю но„клатуру. В этом случае названия производят от радикала, свя„нного с галогеном, с добавлением названия класса — галогеииды. В приведеннь<х примерах первое название дано по замесгительной, а в скобках — по радикально-функциональной номенклатуре.
с нас нясняг снасн,с( сна(энс~ (а сна( (и я-Бромпропаи (нэопролнлбромнд( ЬФторпропан (пролилфторнд( Иодметан (ме илиоднд) Хпорэтаи (этнлллорнд) Иэомерин мтлогненин галогена Иаонернн попон1анин галогеиа ПРоизводные бензола, содержащие двя атои(а ГаЛОгена, мОГут у(цествовать в виде трех изомеров положения, как это видно на примере рртрь мел(а- и вира-изомеров дихлорбензола. 133 В общем виде алифатические галогенопроизводные по заместительной номенклатуре можно назвать галогеналканами, а по радикально-функциональной — влкилгалогенидами. Ароматические галогенопроизводные называют соответственно галогенаренами, или арилгалогенидами.
В ряле случаев сохранились тривиальные названия, например, трихлорметан СНС1, называют хлороформом. Структурная изомерия галогенопроизводных зависит от изомерии углеродной цепи и положения галогена. Моногалогенопроизводные метана и этапа не имеют изомеров. На основе пропана возможны уже лва изомера, например 1-иод- и 2-иодпропан, обусловленные положением галогена. Для бромбугана С„Н„Вг существует уже четыре изомера. 4.2. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ СН3 1 СН3 С СН2СН3 Н СН3 СН3-4 — СН2СН3 + Н ! В нт + ттт2 2-врон-я.нвтнл бутан 2-Мвтнлбттан Взаимодействие галогенов с циклоалканами. Циклоалканы с обычным размером цикла, т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
