Опорный конспект для подготовки к ЕГЭ Арены

Арены (ароматические у/в)

С_nH_2n-6 c>6 C₆H₅-фенил

1. Строение: sp² гибридизация, единая П-система

<120 C, l |C-C| = 0,14 нм, короче одинарных |C-C| = 0,154 нм, но длиннее двойных |C-C| =0,132нм

Или не обеспечивает р-р KMnO₄, Br₂, воду

2. Изомерия -положение нескольких заместителей

С-СН₃ С-СН₃ С-СН₃

С-СН₃ С-СН₂-СН₃ С-СН₃

С-СН₃

С-СН₃

Метилбензол этилбензол 1,2-диметилбензол 1,3- диметилбензол 1,4-диме-

Толуол орто-ксилол мета-ксилол тилбензол

пара-ксилол

Атомы в ароматическом кольце номеруют,начиная от старшего заместителя к младшему (1-метил-2-этилбензол, номерация по короткому пути.

3. Физические свойства - Ж, с 3 плохо р в Н₂О,но хорошо в органических р-лях

4. Способы получения:

-в промышленности из нефти и каменноугольной смолы

- синтетический - 2 группы : получение ароматического кольца и введение в кольцо у/заместителя Pt,300

1. дегидрирование циклогексана  +3H₂

2. ароматизация (дегидроцклоризация) алканов

СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН₃ ^t,Pt  +4Н₂

Бензол С-СН₃

СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН₃ ^{t, Pt}  +4Н₂

Толуол

3. тримеризация ацетилена

3С₂Н₂ ^{t, C}

4. Синтез Вюрца - введение у/заместителя в ароматическое кольцо

-Br -CH₂-CH₃

+ Br-CH₂-CH₃+2Na  +2NaBr

5. Алкилирование

H₃PO₄

+СН₂= СН₂  С-СН₂-СН₃

АlCl₃

+ СН₃Сl  -CH₃ +HCl

H₃PO₄ CH₃

+СН₃-CH= СН₂  C-CH

CH₃

5. Химические свойства аренов.

1. Реакции замещения (электрофильный механизм)

1) галогенирование Br₂(кат. FeBr₃), Cl₂(кат FeCl₃)

-CH₃ FeBr₃ C-CH₃ C-CH₃

+Br₂  -Br +

Орто-бромтолуол Br Пара-бромтолуол

C-Cl

+Сl₂  +HCl хлорбензол

2). Нитрование

H₂SO₄ C-NO₂

+ HNO₃  + H₂O нитробензол

С-NO₂ NH₂

+ HNO₃  анилин

C-CH₃

С-СН₃ C-CH₃ Пара-нитротолуол

+ HNO₃  -NO₂ +

С-NO₂

Орто-нитротолуол

3) Ацилирование

C-C-CH₃

+CH₃ -C =O  || + HCl

| O

Cl

Место вступления нового заместителя определяется природой уже имеющегося в ароматическом ядре заместителя

-заместители 1 рода - группы атомов, способных отдавать электроны -R (-CH₃, -C₂H₅ и т.д) -OH,-NH₂, ориентируют новый заместитель в орто- и пара- положение (2,4,6),повышают скорость реакции, облегчают реакции замещения.

- заместители 2 рода - оттягивают электроны от бензольного кольца -CF₃ (трифторометилбензол) -С=О (бензойная к-та) -NO₂(нитробензол) -С=О (бензальдегид)

R ОН Н

-SO₃H, -C=O , ориентируют новый заместитель в мета- положение.

C-CH₃ H₂SO₄ C-СН₃

+ 3HNO₃  О₂N -NO₂ + 3H₂O

С-NO₂

тринитротолуол

2. Реакции присоединения

1) присоединение к бензольному кольцу, образуется циклогексан или его производные

А. гидрирование

+3H₂  циклогексан

Б. хлорирование

3Cl₂ = гексахлоргексан

2) Реакции по алкильному заместителю

C-CH₂-CH₃ C-CHCl -CH₃

+Cl₂ ^свет +HCl

C-CH₃ C-COOH

5 +6KMnO₄ + 9H₂SO₄  5 + 3K₂SO₄ + 6KMnSO₄ + 14H₂O

Бензойная кислота

6.Применение

1. анилин (красители)

2. полимеры (стирол -C₆H₅-CH=CH₂)

3.фенол (C₆H₅OH)

4. взрывчатые вещества (2,4,6-тринитротолуол, тол, тротил)

5. бензойная кислота (C₆H₅-COOH)

Входит в состав брусники, клюквы

6. терефталевая кислота для получения полиэфирного волокна-лавсана

7.Окисление

5C₆H₅-CH₃+KMnO₄+9H₂SO₄ 6MnSO₄+3K₂SO₄+ 5C₆H₅-C-OH +H₂O

||

+5e OH

5 Mn⁺⁷  Mn⁺²

Окислитель -6e

6 С^-3  C⁺³

Восстановитель