ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ароматические углеводороды ряда бензола из "Органическая химия Издание 6" Номенклатура и изомерия. У производных бензола один или несколько атомов водорода бензольного кольца замещены на какие-либо другие атомы или радикалы. В гомологах бензола заместителем является радикал предельного углеводорода (алкил) с открытой цепью углеродных атомов. Он носит название боковой цепи. [c.207] Мы уже знаем, что при наличии в кольце бензола одного заместителя изомеров не может быть, так как все углеродные атомы в бензоле равноценны. При наличии двух заместителей уже может быть три изомера производных бензола в зависимости от положения заместителей относительно друг друга. [c.208] При наличии трех и больше заместителей в кольце бензола их чаще всего обозначают цифрами, например 1,2,3-триметил-бензол. [c.208] Физические свойства. Ароматические углеводороды представляют собой либо жидкости, либо (с увеличением молекулярного веса) твердые тела. Обладают характерным запахом. Они нерастворимы в воде, но легко растворяются в полярных органических растворителях (спирт, хлороформ и т. п.). Горят сильно коптящим пламенем. Физические свойства ароматических углеводородов ряда бензола приведены в табл, 6. [c.209] Химические свойства. Для ароматических углеводородов наиболее характерны реакции замещения водорода в ароматическом кольце, В реакции присоединения (по двойным связям) ароматические углеводороды вступают с больщим трудом при жестких условиях. Отличительной особенностью ароматических соединений также является их значительная стойкость по отно-щению к окислителям. [c.209] Реакция замещения в ароматических угле-водор д ах. [c.209] Правила замещения в бензольном ядре. Замещение атомов водорода бензольного ядра, в котором уже имеется заместитель, на различные атомы и группы происходит по определенным правилам. [c.210] например, если проводить алкилирование, галоидирова- ние, нитрование и сульфирование ароматических углеводородов, то при замещении водорода бензольного ядра, имеющего уже один заместитель, положение, в которое вступает второй заместитель, зависит от природы первого заместителя. Иными словами, каждый заместитель в бензольном ядре направляет, или ориентирует , при этих реакциях вхождение второго заместителя в определенное место ядра. [c.210] Дело в том, что заместители первого рода являются электро-яодонорными (донор—отдающий). Это значит, что в таких группах электронное облако атома, связанного с бензольным коль-дом, смещено в направлении бензольного кольца. Так, например, в молекуле простейшего ароматического амина — анилина, в котором атом азота имеет свободную электронную пару, электронное облако связи азот — ядро смещено в сторону бензольного ядра. Это смещение вызывает повышение электронной плотности углеродного кольца бензола в целом, причем наибольшая электронная плотность в бензольном кольце создается у атомов углерода в орто- и пара-положениях по отношению к заместителю. [c.211] Из практики действительно известно, что заместители первого рода обычно вообще облегчают указанные реакции замещения в кольце бензола. Они ориентируют в орто- и пара-положения, так как атомы углерода в этих положениях обладают наибольшей электронной плотностью, и замещение атомов водорода происходит особенно легко. [c.212] Заместители второго рода являются электроноакцепторными (акцептор — принимающий). Это значит, что в такой группе атом, непосредственно связанный с бензольным кольцом, обладает способностью притягивать к себе электроны. Так, например, в молекуле бензолсульфокислоты связи между атомами серы и кислорода сильно поляризованы, т. е. электроны, образующие эти связи, сильно смещены в сторону атомов кислорода. [c.212] Поэтому атом серы обеднен электронами и в свою очередь стремится оттянуть их из бензольного кольца. В результате в ядре бензола происходит смещение электронных облаков в сторону сульфогруппы, что вызывает в целом понижение электронной плотности углеродного кольца бензола. [c.212] При общем понижении электронной плотности углеродного кольца относительно наибольшая ее плотность будет сосредоточиваться у атомов углерода, находящихся в мета-положении по отношению к заместителю. [c.212] Практика показывает, что, действительно, заместители второго рода вообще затрудняют реакции замещения. Они ориентируют в мета-положения, так как в этих положениях атомы углерода будут обладать большей электронной плотностью и замещение атомов водорода будет происходить легче. [c.213] с некоторым приближением, можно объяснить причину различного направляющего действия заместителей первого и второго рода. [c.213] Источники ароматических углеводородов. Основным источником получения ароматических углеводородов на протяжении многих лет являлся каменный уголь. В настоящее время не менее важным источником ароматических улеводородов служит нефть. [c.214] Каменный уголь на коксохимических заводах подвергают сухой перегонке коксованию) путем нагревания в специальных коксовых печах без доступа воздуха при температуре около 1000 °С при этом получают кокс — твердый продукт сухой перегонки, который представляет собой пористое вещество, состоящее из углерода и золы. Кокс необходим в очень больших количествах в металлургической промышленности для выплавки железа из руд. [c.214] Кроме кокса, при сухой перегонке каменного угля получаются также жидкие и газообразные продукты. В процессе коксования из камеры выходят летучие продукты коксования в виде смеси паров и газов, нагретые до температуры около 800 °С. Парогазовую смесь охлаждают до 25—70°С при этом из нее выделяются каменноугольная смола и аммиачная вода — жидкие продукты коксования. [c.214] В ТОМ числе и ароматических углеводородов. Для этого каменноугольная смола подвергается дробной (фракционной) перегонке, в результате которой получаются следующие фракции. [c.215] Аммиачная вода представляет собой водный раствор аммиака, углекислого и хлористого аммония, которые после извлечения их из этого раствора идут на производство удобрений и других химических продуктов. [c.215] Вернуться к основной статье