1 / 30

Ароматические углеводороды

Ароматические углеводороды. Органические вещества. Алифатические (жирные). Ароматические (душистые ). Ациклические. Циклические. Строение бензола. 1825 г. М. Фарадей получил пахучее вещество С 6 Н 6 1858 г. А. Кекуле предложил структуру бензола. Фридрих Август Кекуле.

teegan-ayala
Download Presentation

Ароматические углеводороды

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Ароматические углеводороды

  2. Органические вещества Алифатические (жирные) Ароматические (душистые) Ациклические Циклические

  3. Строение бензола 1825 г. М. Фарадей получил пахучее вещество С6Н6 1858 г. А. Кекуле предложил структуру бензола Фридрих Август Кекуле 1931 г. Предложена наиболее удовлетворительная структура бензола В середине 50-х г.г. 20 века структура стала общепринятой

  4. Строение бензола

  5. Ароматичность ккал ккал (ожидаемая величина: 2 х (-28.6)=57.2) ккал (ожидаемая величина: 3 х (-28.6) = -85.8) Бензол устойчивее, чем можно было ожидать Эта «недостающая» энергия – энергия резонанса Электрофильное присоединение Электрофильное замещение

  6. Ароматичность Какие свойства характерны для ароматических соединений? • Наряду с высокой ненасыщенностью характерны реакции SE, а не AdE • Высокая термодинамическая устойчивость • Структура циклическая, плоская • Замкнутая (циклическая) система делокализованных π-электронов (P) , число которых отвечает формуле: Правило Хюккеля P = 4n + 2 Число π-электронов P= 6 – ароматический секстет P= 4 P= 5 P= 6 P= 8 P= 6 P= 10

  7. Номенклатура производных бензола

  8. Ароматические системы • Характерны реакции S, а не Ad • Высокая термодинамическая устойчивость • Структура циклическая, плоская • Замкнутая (циклическая) система делокализованных π-электронов • Число π-электронов отвечает формуле: Правило Хюккеля P= 4n + 2

  9. Промышленные методы получения 1. Каталитический риформинг бензиновых фракций нефти — каталитическая ароматизация (повышение содержания аренов в результате прохождения реакций образования ароматических углеводородов), относящаяся наряду с каталитической изомеризацией лёгких алканов к гидрокаталитическим процессам реформирования нефтяного сырья. Основной источник бензола в США. В Западной Европе, России и Японии этим способом получают 40—60 % от общего количества бензола. Наряду с бензолом, получаются толуол и ксилолы. 2. Около 39 % мирового производства бензола приходится на пиролиз углеводородов. Пиролиз  — термическое разложение органических соединений без доступа воздуха.

  10. Электрофильное замещение в ряду аренов Механизм электрофильного замещения Лимитирующая стадия Образуется ковалентная связь между С-атомом и электрофилом. • Многие реакции SE- катализируемые процессы • Роль катализатора – генерирование электрофила

  11. Реакционная способность ароматических систем в реакциях SE Реагируют медленнее, чем бензол Реагируют быстрее, чем бензол Влияние заместителя на стабильность σ-комплекса R – электроноакцептор: σ-комплекс дестабилизирован; R –электронодонор: σ-комплекс стабилизирован

  12. Направление атаки электрофила возможно по трем альтернативным положениям: Электронодоноры направляют атаку электрофила в орто- и пара-положение; Электроноакцепторы направляют атаку электрофила в мета-положение

  13. Смесь орто- и пара-изомеров

  14. Направление электрофильного замещения мета-Ориентанты (ориентанты II-рода) орто-, пара-Ориентанты (ориентанты I-рода) Несовпадающая ориентация, атаку электрофила направляет электронодонорная группа Атака Е+ D- электронодонорная группа A-электроноакцепторная группа Совпадающая ориентация Основные продукты

  15. Реакции электрофильного замещения в ароматических системахПримеры

  16. Нитрование Необходимо согласовывать активность нитрующего реагента с реакционной способностью ароматического кольца

  17. Нитрование замещенных бензола 100% HNO3, H2SO4конц. 68% HNO3,H2SO4конц. Субстрат Реагент Продукт 40% HNO3 45% 40% 70% 80% 40% 20% 30% 10%

  18. Нитрование гетероциклов Некислотный нитрующий агент

  19. Сульфирование H2SO4 (98%) H2SO4 (100%) Олеум, 5-30 % SO3 Сульфирование – обратимый процесс!

  20. Сульфирование замещенных бензола

  21. Сульфирование гетероциклов Коммерчески доступный мягкий сульфирующий агент

  22. Алкилирование Каталитические количества кислот Льюиса! Другие алкилирующие агенты (спирты, олефины): Образующиеся карбокатионы склонны к перегруппировкам!

  23. Ограничения для реакции алкилирования Нитробензол используется как растворитель

  24. Промышленно важные продукты алкилирования по Фриделю-Крафтсу

  25. Ацилирование по Фриделю-Крафтсу Необходимы мольные количества AlCl3 Ацильные катионы не перегруппировываются, полиацилирование не происходит

  26. Ацилирование по Фриделю-Крафтсу Нитробензол используется как растворитель

  27. Ацилирование по Фриделю-Крафтсу

  28. Нуклеофильное замещение в ароматическойм ряду Сплавление нитробензола с поташом на воздухе Ареновый механизм (SNAr) (substitution nucleophilic aromatic) Гидрирование аренов

  29. Окисление алкилбензолов

More Related