химический каталог




Органическая химия

Автор А.П.Лузин, С.Э.Зурабян, Н.А.Тюкавкина и др.

амещенные производные.

Толуол о-Бромтолуол

Замещение в производных бензола, имеющих заместители I рода, происходит легче, чем в самом бензоле.

Задание 3.15. Напишите схему реакции нитрования фепоча Укажите взаимное распогюжепие заместителей в полученном продукте, если в кольцо вступают три ннгрогруппы.

Электроноакцепторные заместители, снижая электронную плотность кольца, понижают его реакционную способность в реакциях электрофильного замещения. Поэтому реакции протекают труднее, чем с бензолом. В то же время эти заместители ориентируют вновь вступающие электрофильные группы в л/е/гш-положение. В связи с этим электроноакцепторные заместители называют заместителями Ирода, или лмдая-ориентантами. К этой группе принадлежат нитрогруппа —N02, сульфогруппа —S03H, альдегидная группа —СНО, карбоксильная группа —СООН. Реакции электрофильного замещения в производных бензола, имеющих заместители II рода, протекают значительно медленнее. Например, нитрование нитробензола идет в М ООО раз медленнее, чем нитрование бензола.

127

N02

HN03; HjSC^

-н2о

NOr

Нитробензол

«-Линитробензол

Задание 3.16. Напишите схему реакции сульфирования бензойной кислоты С(Н,СООН. Укажите взаимое расположение функциональных групп в полученном продукте.

3.2.7. ОТДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ

Бензол С(Н() — бесцветная жидкость с характерным запахом. Не растворим в воде, токсичен. Широко используется в промышленной органической химии. Практически все соединения, имеющие в своем составе бензольные кольца, получаются из бензола, например стирол, фенол, анилин, галогензамещенные арены. Бензол используется для синтеза красителей, поверхностно-активных веществ, фармацевтических препаратов.

Одним из промышленных источников бензола является каменноугольная смола, получаемая при коксовании каменного угля, т. е. при нагревании его до 1000—1200 °С. При перегонке каменноугольной смолы получаются значительные количества бензола, толуола, ксилолов, этилбензола. Другим источником аренов является1 нефть. В процессе ароматизации нефти, идущем при 500 "С над катализатором (платина на оксиде алюминия), алканы и алкены, содержащиеся в нефти, превращаются в бензол и его гомологи.

Толуол С(Н5СН, — бесцветная жидкость. Не растворим в воде, проявляет слабое наркотическое действие. Используется как сырье для производства красителей, взрывчатых веществ.

Нафталин — бесцветные пластинки (т. пл. 80 °С); легко возгоняется, не растворяется в воде, растворим в органических растворителях. В заметном количестве (до 10%) содержится в средних фракциях каменноугольной смолы, кипящих до 2Л0 °С. Нафталин легче, чем бензол, вступает в реакции электрофильного замещения, приводящие к получению различных производных нафталина, широко использующихся в химии красителей.

Антрацеи (т. пл. 217 °С) и фенантрен (т. пл. 100 °С) выделяют из высококипящей фракции каменноугольной смолы. Антрацен используется в производстве так называемых антрахиноновых красителей в виде своего окисленного производного — антрахинона. Углеродный скелет фенантрена содержится во многих важных при-

128

родных соединениях в частично или полностью гидрированном состоянии.

ввопросы и упражнения

|. Опишите схему образования сопряженной системы в бензоле. Дайте определение понятия «энергия сопряжения».

2. Какие соединения обладают ароматичностью?

3. Напишите структурные формулы гомологов бензола состава С8Н10 и назовите их.

4. Напишите формулы структурных изомеров пропилбензола и назовите их.

5. Напишите структурные формулы следующих аренов: 1,2-диметил-4-этилбензола; //-диизопропилбензола; 1,3,5-триметилбензола.

6. Напишите схему реакции образования ароматического углеводорода при циклизации трех молекул пропина. Назовите его.

7. Напишите схему превращения этилциклогексана в ароматический углеводород. Назовите его.

8. Напишите схему реакции бромирования бензола в присутствии А1Вг.. Опишите механизм реакции.

9. Напишите схему реакции взаимодействия бензола с 2-бромпропа-ном. Какой катализатор следует использовать?

10. Напишите схему реакции восстановления «-ксилола. Назовите полученный продук г.

11. Напишите схему реакции окисления 1,4-диметнлбензола.

12. Какие заместители в бензольном кольце проявляют +М-эффект. В какие положения они ориентируют вновь вступающие электрофильные группы?

13. Какие заместители в бензольном кольце проявляют -М-эффект? В какое положение они ориентируют вновь вступающие электрофильные группы?

14. Напишите схему реакции взаимодействия этилбензола с бромом в присутствии бромида железа(Ш). Укажите взаимное положение заместителей в полученном соединении.

15. Напишите схему реакции нитрования хлорбензола. Укажите взаимное положение заместителей в полученном соединении.

16. Напишите схему реакции сульфирования толуола. Укажите взаимное положение заместителей в получающихся изомерах.

17. Установите строение углеводорода состава С|(|Н|4> который при сульфировании дает только одну моносульфоновую кислоту, а при кипячении с водным раствором перманганата превращается в вещество состава СНО,.

1 О ?

1о. Из бензола и неорганических реагентов синтезируйте три изомерные нитробензойные кислоты.

19. Из бензола и неорганических реагентов синтезируйте изомерные хлорбензолсульфоновые кислоты.

20. //-Нитротолуол является промежуточным продуктом в синтезе анестезина и новокаина. Какое из соединений — толуол или кптробен-3°Л ~ следует использовать в качестве исходного соединения для одностадийного синтеза //-нитротолуола?

21. Эквимолярную смесь бензойной кислоты и толуола обработали "лором в присутствии хлорида алюминия при нагревании. Какой продукт

5—352

129

образуется в относительно большем количестве прн условии, что реагент был взят в недостатке? Каким путем генерируется электрофнльная частица в данной реакции?

22. Правилу Хюккеля отвечает моноциклическнй сопряженный углеводород — [10]аннулен (от лат. annulus — колечко). В отличие от циклооктатетраена его можно представить в виде неправильного многоугольника, углеродный скелет которого напоминает скелет молекулы нафталина. Казалось бы, такая структура [10]аннулена должна удовлетворять всем критериям ароматичности. Однако [10]аннулен неароматичен и является чрезвычайно реакционноспособным соединением. Найдите причину, по которой [10]аннулен нельзя считать ароматическим углеводородом.

Подсказкой к решению послужит указание, что [14]аннулен и особенно [18]аннулен (напишите самостоятельно его структуру) относятся к ароматическим соединениям.

[10] Аннулен

[14] Аннулен

ГОМОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Глава 4

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ

• Галогенопроизводными называются производные углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода заменены атомами галогена.

По характеру галогена различают фтор-, хлор-, бром- и иодпро-изводиые. По числу атомов галогена, содержащихся в молекуле, их подразделяют на моно-, ди-, тризамещенные и т. д. В зависимости от природы углеводородного радикала галогенопроизводные делятся на алифатические, алициклическне и ароматические. Ароматическими называются галогенопроизводные, в которых атом галогена связан непосредственно с ароматическим кольцом.

Галогенопроизводные

Алифатические

±

I Алициклическне

| Ароматические |

СН3СН2—В, Бромэтан

О

Хлорциклогенсан

Фторбеизол

4.1. НОМЕНКЛАТУРА И ИЗОМЕРИЯ

При составлении названий алифатических галогенсодержащих СоеДинений по заместительной номенклатуре сначала цифрой указывают положение галогена и называют его (в виде префикса), а затем называют главную углеродную цепь (родоначальную структуру).

Умерацию углеродной цепи начинают с того конца, ближе к которому находится атом галогена. Если в молекуле имеются углеводородные заместители, то их наличие также отражается префиксом. За-

местители, включая галоген, перечисляют в алфавитном порядке (сравните названия 2-иод-2-метилпропан и 2-метил-2-хлорпропан).

СНз СН3

3 2 1 1 2 3 I 21 3 I 2| 3

СН3СН2СН2! СН3СНСК3 СН3—C-CHg СН3-С-СН3

I I Cl

1-Иодпропан 2-Иодпропаи 2-Иод-2-метилпропан 2-Метил-2-хлор-

пропан

В зависимости от того, с каким атомом углерода связан галоген, различают первичные, вторичные и третичные галогенопроизводные Первичными галогенопроизводными называют такие, в молекуле которых атом галогена связан с первичным атомом углерода (1-иодпропан). У вторичных (2-иодпропан) и третичных (2-иод-2-метил-пропан) — атом галогена связан соответственно со вторичным и третичным атомами углерода. Ди-, три- и полигалогенопроизводные называют по тем же правилам с использованием умножительных приставок, например, 1,2-дихлорэтан С1СН,СН,С1.

I

Задание 4.1. Назовите по заместительной номенклатуре следующие соединения-

СН. СН. СН,СН.

з з 2 1

I I I

С1СН,СНСН,СН,С1, СН.СН,ССН.; СН.СН,СНСН,СНСН,СН,Вг

2 2 2 j2j' з 2 2 2 2

I I F Cl

При составлении названий алициклических и ароматических галогенопроизводных за родоначальную структуру принимают кар-боцикл. У ароматических галогенопроизводных карбоциклом является бензольное кольцо. В названиях моногалогенопроизводных бензола положение галогена цифрой не указывается, так как все атомы углерода в бензоле равноценны. У дигалогенопроизводных нумерацию начинают с атома углерода, связанного с одним из галогенов, и продолжают в такой последовательности, чтобы другой галоген получил наименьший номер. В название соединения соответственно вводится умножительная приставка.

Задание 4.2. Существует ли 1,5-дихлорбензол? Как правильно назвать эю соединение?

Кроме заместительной номенклатуры для названия галогенопро-изводных продолжают использовать радикально-функциональную номенклатуру. В этом случае названия производят от радикала, связанного с галогеном, с добавлением названия класса — галогениды. В приведенных примерах первое название дано по заместительной, а в скобках — по радикально-функциональной номенклатуре.

CH3| CH3CH2CI CH3CH2CH2F СН3СНСН3

Вг

Подметан Хлорэтаи 1-Фторпропан 2-Бромпропаи

(метилиодид) (этилхлорнд

страница 21
< 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

Скачать книгу "Органическая химия" (12.1Mb)


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

 

 

Реклама
утеплитель роквул лайт баттс 50
Profildoors Сиена
купить ширму для комнаты в москве
vestfrost

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
(22.06.2017)