химический каталог




Органическая химия

Автор З.Гауптман, Ю.Грефе, Х.Ремане

начение ароматические соединения используется для бензола и его производных.

По сравнению с алифатическими углеводородами с сопряженными двойными связями арены проявляют особые свойства. Они более стабильны и вместо реакций присоединения склонны преимущественно к реакциям замещения. Кроме того, свойства одних и тех же заместителей, например аминогрупп, при переходе от алифатических к ароматическим соединениям также меняются.

9 Зак, 151 257

Позднее было обнаружено, что эти особые свойства — так называемый ароматический характер — связаны с тем, что бензол содержит циклическую сопряженную систему с 6 делокализованными зт-электро-нами (см. раздел 1.2.4.2). Были синтезированы соединения, происходящие не от бензола, но тем не менее проявляющие ароматический характер. С развитием теоретических представлений и физико-химических методов понятие ароматичности претерпело изменения [1.2.5]. Учитывая это, появилась необходимость производные бензола отличать по названию от небензоидных ароматических соединений, используя для этого название бензоидные ароматические соединения или просто бензоидные соединения.

Бензоидные углеводороды или арены по структуре подразделяются

на

— моноядерные арены,

— многоядерные арены.

К первой группе причисляют бензол и его гомологи. Многоядерные арены подразделяют на

— углеводороды, в которых два или несколько колец связаны непосредственно друг с другом (например, бифенил),

.— ди- и полиарилалканы (например, днфенилметан),

нафталин

бифенил

бензол

— углеводороды с анелированными (конденсированными) кольцами, из которых одно или несколько колец являются бензоидными (например, нафталин).

днфенилметан

2.1.5.1. МОНОЯДЕРНЫЕ АРЕНЫ

В 1825 г. Фарадей выделил из светильного газа 3 г бензола [2.1.31]. В 1834 г. Митчерлих получил это же соединение декарбоксилированием бензойной кислоты, а в 1845 г. Гофман обнаружил бензол в каменноугольной смоле. Свойства этого углеводорода, которые нельзя было истолковать на основе существующих в то время представлений, получили первое объяснение в 1865 г., когда Кекуле предложил изображать структуру бензола в виде циклически расположенных 6 атомов углерода с чередующимися простыми С—С и двойными С=С связями. Сам он писал об этом:

«Во время моего пребывания в Генте в Бельгии я жил в моей прекрасной холостяцкой квартире на главной улице. Но моя рабочая комната выходила в узкий переулок, и поэтому днем в ней совсем не было света. Для химика, проводящего весь день в лаборатории, это не приносило вреда. Однажды я сидел и писал мой учебник, однако дело не шло; мои мысли были заняты другим. Я повернул стул к камину и погрузился в полусон. Перед моими глазами снова порхали атомы. Меньшие группы в этот раз держались скромно на заднем плане. Мое одухотворенное зрение, обостренное не раз повторявшимися картинами того же рода, различало теперь большие образования разнообразной формы. Длинные ряды уплотнялись; все в движении, змееподобно извивается и вертится. Но что это? Одна из змей ухватилась за свой собственный хвост, и картина насмешливо завертелась перед моими глазами. Я проснулся как от удара молнии, и в этот раз весь остаток ночи я провел, разрабатывая следствия гипотезы» [2.1.32].

Формула Кекуле до сих пор является наиболее часто применяемой. Она находится в соответствии с экспериментальными данными о том, что все 6 атомов углерода, а также все 6 атомов водорода равноценны (эквивалентны), благодаря чему возможно существование только одного продукта монозамещения. Правда, эта формула предусматривает

возможность существования четырех дизамещенных соединений:

R 1 R

I R 1 R Л }

и U1 ч

В действительности же существуют только три подобных структурных изомера. Отсюда следует, что все связи С—С должны быть однородными. Это привело Кекуле к необходимости высказать свою осцил-ляционную гипотезу (1872 г.), согласно которой связи в бензоле не фиксированы, но происходит быстрая смена положений простых и двойных связей:

Наряду с формулой Кекуле, обсуждались и другие формулы бензолаз

по Ладенбургу (1869г.)

по Армстр онгу (1887) по Тиле и Байеру (1888г.) (1889г)

Все эти формулы бензола неверны; кроме формулы Армстронга (в ней четвертая валентность каждого из атомов углерода направлена в центр молекулы), а также формулы Тиле, которые вместе с осцилляци-онной гипотезой Кекуле наиболее близки к современным представлениям (см. раздел 1.2.4.2).

Следует указать, что валентные изомеры бензола и их производные, такие как бицикло [2,2,0] гексадиен-2,5 («дьюаровский бензол», Ван Та-мелен, 1963 г.), призман («бензол Ладенбурга», Вийе, 1964 г.), или бензвален (трицикло [2,1,1,05,6] гексен-2, «Хюккелевский бензол», Вийе, 1964 г.) все же получены [2.1.33]. Однако в отличие от бензола они имеют неплоское строение. Все валентные изомеры могут переходить друг в друга при термическом или фотохимическом воздействии.

Д или

обензвален

г га

Д шшЛ}>

бицикло-[2,2, О] гексадиен-2,5

призман

Упражнение 2.1.16. В призмане, бицикло [2,2,0] гексадиене-2,5 и бензаалене энергия напряжения очень велика. Почему же эти углеводороды не перегруппировываются сейчас же в гораздо более стабильный бензол?

9Номенклатура моноядерных аренов

Многие гомологи бензола имеют тривиальные названия. По рациональной номенклатуре их описывают как моноалкил-, диалкил- и т. д. -бензолы. В случае полизамещенных соединений положение заместителей указывают цифрой, стоящей перед наименованием заместителя. Для изомеров положения с двумя заместителями используются префиксы орто- (сокращенно о-), мета-(м-) или пара- («-).

Одновалентные остатки, образованные отнятием одного атома водорода от бензоидного ядра, называются арильными остатками; сокращенно их обозначают знаком Аг. Остаток бензола называется фенилом. Его не следует путать с бензилом, который получается из толуола за счет отнятия одного атома водорода от метильной группы:

СН2арилы

Физические свойства моноядерных аренов

Бензол и его гомологи представляют собой бесцветные, сильно преломляющие свет жидкости (табл. 2.1.10). Они нерастворимы в воде, однако хорошо растворяются в органических растворителях. Легко воспламеняются и горят ярким, сильно коптящим пламенем. Как следует из данных теплот сгорания и гидрирования, углеводороды этого ряда имеют заметную энергию делокализации. Они диатропны.

Получение моноядерных аренов

Бензол и многие его гомологи содержатся в нефтях различного происхождения, а также в коксовых газах и каменноугольной смоле. Преимущественно из последней они и выделяются в промышленных масштабах. Для покрытия все возрастающих потребностей в этих углеводородах в настоящее время все в больших масштабах осуществляют дегидрирование, дегидроциклизацию, дегидроизомернзацию или высокотемпературный крекинг алифатических или алициклических углеводородов нефти до аренов. Для получения алкилбензолов существует ряд синтетических методов.

(1). Реакция Вюрца — Фиттига (1863 г.). Аналогично получению алканов по реакции Вюрца, возможен синтез алки

страница 81
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237

Скачать книгу "Органическая химия" (28.0Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы 1 с управление торговлей 8.3
система хранения с выдвижными ящиками 45-453
курсы флориста в сзао
прокат автомобилей с водителем на свадьбу москва

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)