ЧАСТЬ И

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ (АРЕНЫ)

Химические свойства аренов

В связи с тем, что образование ароматического связи (трех сопряженных двойных связей в шестичленному цикле) является чрезвычайно энергетически выгодным, для аренов почти не характерны реакции присоединения, несмотря на то, что они являются ненасыщенными соединениями. Для аренов наиболее характерны реакции замещения. Хотя рядом с реакциями замещения ароматические углеводороды все-таки могут вступать в реакции присоединения. Несмотря на то, что эти реакции приводят к нарушению ароматической системы, они требуют больших затрат энергии и протекают только в жестких условиях.

1. Галогенування. Бензен и его гомологи взаимодействуют с хлором или бромом в присутствии катализаторов - безводных АlСl₃, Fэвr₃ или АlВr₃:

С толуола по этой реакции получается смесь орто - и пара-изомеров.

2. Нитрования. Бензен очень медленно реагирует с концентрированной нітратною кислотой даже при сильном нагревании. Однако при действии так называемой нітрувальної смеси (смесь концентрированных азотной и серной кислот) реакция нитрования проходит достаточно легко:

3. Сульфирование. Реакция легко проходит под действием «дымной» сульфатной кислоты (олеума):

4. Алкилирование по Фриделем-Крафтсом (см. выше способы получения гомологов бензену).

5. Алкилирование алкенами. Эти реакции широко используют в промышленности для извлечения етилбензену и ізопропілбензену (кумола). Алкилирование проводят в присутствии катализатора АlСl₃:

6. Гидрирование бензену идет при нагревании и высоком давлении в присутствии металлических катализаторов (Ni, t, Гd). Бензен превращается в циклогексан:

Гомологи бензену при гидрировании дают производные циклогексана:

7. Радикальное галогенування бензену происходит при взаимодействии его паров с хлором только под воздействием жесткого ультрафиолетового излучения. При этом бензен присоединяет три молекулы хлора и образуется твердый продукт - гексахлорциклогексан (гексахлоран):

(атомы Водорода в молекуле С₆Н₆Сl₆ не указаны).

8. Реакции в боковой цепи. По химическим свойствами алкильные радикалы в ароматических соединениях подобные алканов. Атомы Водорода могут замещаться на галоген, поэтому при отсутствии катализатора при нагревании или ультрафиолетовом облучении идет радикальная реакция замещения в боковой цепи. Влияние бензенового кольца на алкильные заместители приводит к тому, что всегда замещается атом Водорода у атома Углерода, непосредственно связанного с бензеновим кольцом (α - атома Углерода).

9. Окисления. При действии на гомологи бензену калий перманганата и других сильных окислителей боковые цепи окисляющиеся. Каким бы сложным не был цепь заместителя, он разрушается, за исключением а-атома Углерода, что окисляется в карбоксильну группу. Гомологи бензену с одной боковой цепью дают бензойную кислоту:

Гомологи, которые имеют две боковые цепи, дают двохосновні кислоты: