Самостійна робота № 16

Тема: Орієнтація при електрофільному заміщенні в бензольному ядрі.

Мета: показати залежність хімічних властивостей бензолу від його будови на прикладі реакцій електрофільного заміщення; удосконалювати навички студентів складати хімічні рівняння реакцій.

Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

1Механізм реакцій електрофільного заміщення

2Характерні реакції електрофільного заміщення

2.1 галогенування

2.2 нітрування

2.3 сульфування

2.4 алкілування.

Література:

1 Потапов В.М., Татаринчик С.Н. Органическая химия, учебник для учащихся химических и химико-технологических специальностей техникумов.- Москва: «Химия», 1989.

Питання для самоконтролю:

1 У чому полягає суть реакції електрофільного заміщення?

2 Записати приклади реакцій електрофільного заміщення.

Механізм реакцій електрофільного заміщення на прикладі бензолу. При взаємодії з активним електрофілом E + (Br +, 2 NO +, 3 + SO H тощо), що виникає під впливом каталізатора, спочатку за рахунок електростатичної взаємодії утворюється π-комплекс, який повільно перетворюється в нову проміжну частинку – σ-комплекс. В σ-комплексі порушена ароматичність, він є малостійким, а тому швидко перегруповується в новий π-комплекс, який відщеплює протон і перетворюється в заміщений бензол.

Найбільш характерні реакції електрофільного заміщення для бензолу галогенування, нітрування, сульфування, алкілування.

Реакції галогенування протікають в присутності каталізатора, найчастіше

це алюміній чи ферум хлориди. Так, хлорид заліза (ІІІ) при взаємодії з молекулою хлору утворює активний електрофіл (Cl +):

Cl ₂ + FeCl → Cl + +[ FeCl ]-.

При дії на бензен нітруючої суміші, атом Гідрогену заміщується нітрог-

рупою (нітруюча суміш – це суміш концентрованих нітратної і сульфатної кис-

лот у співвідношенні 1:2 відповідно). Під дією сульфатної кислоти нітратна ки-

слота утворює електрофільну частинку – йон NO₂ +:

HNO₃ + H₂ SO → NO₂ +. HSO - + H₂ O.

Сульфування бензолу проводять концентрованою сульфатною кислотою

чи олеумом (олеум – розчин сірчаного ангідриду в безводній сульфатній кисло-

ті). При цьому утворюється електрофільні частинка ⁺ SO₃ H:

H₂ SO → ⁺ SO₃ H· HSO₄ ^- + H₂ O

Упроцесі реакції атом Гідрогену бензольного ядра заміщується сульфогрупою.

За цією реакцією при дії на бензен алкілгалогенідів у присутності каталі-

затора алюміній хлориду відбувається заміщення алкілом атома Гідрогену бен-

зольного ядра.

Роль каталізатора зводиться до утворення електрофільної частинки – ал-

кільного катіону:

R - Cl + AlCl₃ → R + · AlCl ₄^-

Слід зазначити, що реакція алкілювання є способом одержання гомологів

бензолу – алкілбензолів. Для алкілювання аренів можна використати не тільки

галогеналкіли, але й алкени та спирти, які у присутності кислот також утворю-

ють електрофільні частинки.

Поиск по сайту: