химический каталог




Органическая химия

Автор Р.Моррисон, Р.Бойд

ХАНИЗМУ (разд. 14.14). Этот подход пригоден также для трактовки реакций нуклеофильного замещения в ароматическом ряду (разд. 26.12), в результате которых образуются ОТРИЦАТЕЛЬНО заряженные частицы. Наконец, этот же подход поможет лучше понять вопросы, связанные с кислотностью или основностью таких соединений, как карбоновые кислоты, сульфокислоты, амины и фенолы.

влектрофильного замещения, и главными продуктами являются орто- и осра-шзомеры. Как объяснить активность и ориентацию с позиций теории резонанса?

9. Известно, что реакция между HNOs и Нг504, приводящая к образованию NOj" (которая в разд. 11.8 изображалась в виде одного уравнения), в действительности включает

три стадии, причем вторая стадия — самая медленная и именно на этой стадии образуется NOj. Можете ли вы предположить, какие это стадии? (Указание: см. разд. 5.18.)

10. Используя лишь знакомые вам реакции, изобразите возможный механизм следующего превращения:

C.HjQCH,), + Br^AlBrJ С,НеВг + НВг + (CH,)gC=CHs

11. Основываясь на данных этой главы, предскажите основные продукты каждой из

следующих реакций:

а) {СЯ|),ЖИ=СН| + Щ;

б) CHt==CH?F, + НВг (AlBi-g);

н) Кякопа роль АШгв в (б)? Почему он необходим?

12. Следует обнаружить наличие или отсутствие изотопного эффекта в какой-либо из

реакций замещении водорода ароматическою кольца па электрофнл Y. Укажите, что

вы для 8ТОГО предпримите в каждом из следующих случаен и что ли сможгтг наблюдать

в том случае, «.-ли будет изотопный эффект? (Вы можете количественно анализировать

смеси и номеров. Масс-спектр покажет вам процентное содержание дейтерия, по не его

расположение и молекуле.)

а) С,Н, и C„Dfl вводят и реакцию отдельно друг от друга, но в идентичных условиях.

б) Смесь С,Н, и CeD, {50 ; 50) вводят п реакцию с ограниченным количеством реагента.

в) Анизол и ани.чол-4-D вводят в реакцию отдельно друг от друга. (По время этого

эксперимента вы не можете пользоваться часами и масс-спектрометром.)

г) В реакции участвует бензол-1,3,5-Da (1,3,5-тридейгеробензол).

13. Укажите псе стадии лабораторного синтеза приведенных ниже соединений из бензола и(или) толуола г использованием любых необходимых алифатических или неорганических реагентов (ознакомьтесь с общими инструкциями на стр. 210. Можете считать,

что чистый гшре-изомер может быть выделен из смеси орто- и п ара- изомеров),

а) п-нитрс. толуол, з) 1,3,5-трипитробенчол,

б) л-бромиитрпбен.чол, и) 2-бром-4-нитротолуол.

в) л-дихлорбензол. к) 2-бром-4-н|[трг1йС'1гзоннаи кислота,

г) л-бромбензолсульфокислота, л) З.б-дииитробрнзойная кислота,

д) л-бромбензолсульфокислота, м) 4-нитро-1,2-дибромбснзол.

е) л-бромбепзойиаи кислота, и) 2-нитро-1,4-дихлоробензол,

ж) л-бромбенэокнан кислота, о) 4-бром-3-нитроСепзойнг:я кислота.

14. Укажите все стадии лабораторного синтеза следующих соединений с использованием

любых необходимых алифатических или неорганических реагентов (учтите замечания

ж задаче 13):

а) 4-иитро-2,0-диброманизола из анизола (Св115ОСПя),

б) 4-бром-2-нитро<г)ек.чон1[ой кислоты и.з п-нитротолуола,

в) 2,4,()-триброманилипа из анилина,

г) 2,4-динигроацетанилнда из анетанилида (CeII5NIICOCII3),

д) 5-иитроизофталевон кислоты из л-кгилола,

е) 4-иитронзофталеиой кислоты из ж-конлола,

ж) 2-нитрогерефталевон кислоты из л-ксилола (двумя путями).

з) Какой нз путей пункта (ж) предпочтителен и почему?

12

Арены

12.1. Жирноароматические углеводороды

Из рассмотренного в предыдущих главах материала очевидно» какие свойства можно ожидать от алифатических углеводородов» т, е. от алканов, алкенов или алкинов. Мы познакомились также с тем, какими химическими свойствами обладает бензол, родоначальник ароматического ряда углеводородов.

Многие важные органические соединения нельзя квалифицировать

только как алифатические или только как ароматические вещества, поскольку они содержат одновременно алифатический и ароматический остатки; углеводороды такого типа известны под общим названием аренов. Этилбентл, например, содержит бензольное кольцо и боковую алифатическую цепь.

jmuafeima

Какие же химические свойства будут присущи таким жирноароматиче-ским углеводородам?

Во-первых, можно ожидать, что они будут проявлять два ряда свойств. Кольцо этил бензола должно вступать в реакции электрофильного замещения, характерные для бензола, а боковая цепь —в реакции свободнораднкального замещения, характерные для этана.

Во-вторых, свойства каждой части молекулы должны изменяться под влиянием другой части. Этильная группа должна повлиять на ароматические свойства кольца, а кольцо должно изменять алифатические свойства боковой цепи.

И это действительно так. Например, при действии азотной и серной кислот на этил бензол нитрогруппа вступает в кольцо; при действии брома при освещении на этилбензол бромируется боковая цепь. Но благодаря присутствию этил ьной группы нитрование протекает легче, чем в случае самого бензола, и нитрогруппа вступает в основном в орто- и пара-положение к этильной группе; из-за наличия бензольного кольца бромирование этил бензола протекает легче, чем этана, и бром направляется исключительно к атому углерода, связанному с кольцом. Таким образом, каждая часть молекулы влияет на реакционную способность другой части и опреде358

Дрены 12

ляет направление атаки.

о-ттреэтидбвизол я -иитразтилбеиоад основ пью г™*""™-1

вменив gr

1-6poMt- рещйзтАН {а-фетттфвмше).

Известны соединения, молекулы которых содержат ароматическое кольцо и остаток алкена или алкина. В таких соединениях каждая часть молекулы проявляет свойства, характерные для ее структуры, хотя они несколько изменены в результате влияния другой части молекулы.

Ниже будут подробно обсуждены соединения, в молекулах которых имеются ароматическое кольцо и алкильная группа, алкилбензолы. Более кратко будут рассмотрены ароматические алкены (алкенилбензолы) и ароматические алкины. (алкинилбензолы).

Будут также описаны свойства свободного бензильного радикала и бензильного карбониевого иона: будет показано, как можно использовать теорию резонанса для объяснения относительной устойчивости уже изученных, свободных радикалов и карбониевых ионов различного типа.

12.2. Строение и номенклатура

Простейший ал кил бензол, метилбензол, называют толуолом. Названия соединений с более длинными боковыми цепями образуются путем добавления названия алкильной группы к слову бензол, например этилбензол, н-пропилбензол и изобут илбензол.

CHj Crffs СНгСНгСНз

Р Щ} Щ}

поддал экшябспаол н-рропиябеюол тобутилбензол

Простейшие диалкилбензолы, диметилбензолы, называются ксилолами; существуют о-, м- и п-ксилолы. Диалкилбензолы с одной метильной группой называются как производные толуола, а названия других строятся прибавлением названия обеих алкильных групп к слову бензол.

12 Арены

Соединение с очень сложной боковой цепью можно назвать фенилалканом (СвН6=фенил). Названия соединений, содержащих более одного бензольного кольца, почти всегда производят от названия алканов.

Простейший алкен и л бензол известен под названием стирол. Другие ал-кеиилбензолы обычно рассматриваются как производные алкенов, а иногда как производные бензола. Алкинилбензолы называют как производные алкинов.

стирол алймлйешзм Й-реимйрпея-г гртшщетпжн

(witituibtmoe, (З-дяивяпрюеи)

джжшпшюлен}

12.3. Физические свойства

Алкилбензолы — малополярные соединения, и их физические свойства аналогичны свойствам уже изученных углеводородов. Они нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в неполярных растворителях, таких, как эфир, четыреххлористый углерод или лигроин. Они почти всегда легче воды. Как видно из данных табл. 12.1, температуры кипения ал кил-бензолов возрастают с увеличением молекулярного веса, причем инкремент температур кипения обычно составляет 20—30° на каждый атом углерода.

Поскольку температуры плавления зависят не только от молекулярного веса, но также и ог формы молекул, их связь со строением очень сложна. Однако существует важная зависимость между температурой плавления и строения ароматического соединения: среди изомерных дизамещенных бензолов пара-изомер обычно плавится значительно въии?, чем орто- и мета-изомеры. Изомерные ксилолы, например, кипят в пределах шести градусов; тем не менее они сильно различаются по температурам плавления, при этом орто- и jKCTia-изомеры плавятся при —25 и —48 °С соответственно, а пара-изомер|—при 13 °С. Поскольку растворимость, как и плавление, заключается в преодолении внутримолекулярных сил в кристалле, не удивительно, что пара-изомер, как правило, наименее раетзорим в данном растворителе.

Более высокая температура плавления и меньшая растворимость пара-изомера может служить примером общего правила влияния молекулярной симметрии на силы взаимодействия в кристаллической решетке. Более симметричное соединение компактнее упаковывается в кристаллической решетке, и поэтому оно обладает более высокой температурой плавления и меньшей растворимостью. пара-Изомеры — наиболее симметричные соединения из дизамещенных бензолов. Так, 1,2,4,5-тетраметилбензол (табл. 12.1) плавится на 85—100 °С выше, чем менее симметричные 1,2,3,5-и 1,2,3,4-изомеры. Влияние симметрии на температуру плавления особенно наглядно видно при сравнении бензола и толуола: введение одной метальной группы в очень симметричную молекулу бензола понижает температуру плавления с 5° до —95 °С.

12.4. Промышленные источники алкилбензолов

Трудно переоценить значение крупномасштабного производства бензола и алкилбензолов для химической промышленности и для всей экономики. Подобно получаемым из нефти алканам, которые служат основным источником почти всех алифатических соединений, бензол и алкилбензолы являются основным источником почти всех ароматических соединений. Обычно для синтеза сложного ароматического соединения в лаборатории или в промышленности берут более простое соединение, уже содержащее бензольное кольцо, и затем постепенно присоединяют к нему различные группы до тех пор, пока не получат нужн>ю структуру.

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

Скачать книгу "Органическая химия" (15.87Mb)


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

 

 

Реклама
заказать вывеску на магазин недорого в москве
газовый котёл москва
сковороды чугунные купить
курсы по продажам рейтинг

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
(05.12.2016)