- •Лекция 8 полициклические ароматические углеводороды
- •1. Полициклические ароматические углеводороды с изолированными циклами
- •1.1. Группа бифенила
- •1.2. Полифенилметаны
- •2. Конденсированные бензоидные углеводороды
- •2.1. Нафталин
- •2.2. Антрацен, фенантрен
- •3. Гетероциклические соединения.
- •3.1. Классификация и номенклатура
- •3.2. Способы получения пятичленных циклов
- •3.3. Химические свойства пятичленных циклов
- •3.4. Способы получения шестичленных циклов (пиридин)
- •3.5. Химические свойства шестичленных циклов (пиридин)
2.1. Нафталин
Простейшим из конденсированных бензоидных углеводородов является нафталин:
Положения 1,4,5 и 8 обозначаются «α», положения 2, 3,6,7 обозначаются «β».
Способы получения.
Основную массу нафталина получают из каменноугольной смолы.
В лабораторных условиях нафталин можно получить пропуская пары бензола и ацетилена над древесным углем:
Дегидроциклизацией над платиной гомологов бензола с боковой цепью из четырех и более атомов углерода:
По реакции диенового синтеза 1,3-бутадиена с п-бензохиноном:
Нафталин кристаллическое вещество с Тпл.800С, отличающийся большой летучестью.
Нафталин вступает в реакции электрофильного замещения легче, чем бензол. При этом первый заместитель почти всегда становиться в α-положение:
Вступление электрофильного агента в β-положение наблюдается реже. Как правило это происходит в специфических условиях. В частности, сульфирование нафталина при 600С протекает как кинетически контролируемый процесс с преимущественным образованием 1-нафталинсульфокислоты. Сульфирование нафталина при 1600С протекает как термодинамически контролируемый процесс и приводит к образованию 2-нафталинсульфокислоты:
При введении второго заместителя в молекулу нафталина ориентация определяется природой уже имеющегося в ней заместителя. Электронодонорные заместители, находящиеся в молекуле нафталина, направляют атаку в то же кольцо во 2-е и 4-е положения:
Электроноакцепторный заместители, находящиеся в молекуле нафталина, направляют атаку в другое кольцо в 5-е и 8-е положения:
Окисление
Окисление нафталина кислородом воздуха с использованием пентаоксида ванадия в качестве катализатора приводит к образованию фталевого ангидрида:
Восстановление
Нафталин может быть восстановлен действием различных восстановителей с присоединением 1, 2 или 5-ти молей водорода:
2.2. Антрацен, фенантрен
Наращиванием еще одного кольца из нафталина можно получить два изомерных углеводорода – антрацена и фенантрена:
Положения 1, 4, 5 и 8 обозначаются «α», положения 2, 3, 6 и 7 обозначаются «β», положения 9 и 10 обозначаются «γ» или «мезо» - среднее положение.
Способы получения.
Основную массу антрацена получают из каменноугольной смолы.
В лабораторных условиях антрацена получают по реакции Фриделя-Крафтса из бензола либо с тетрабромэтаном:
либо по реакции с фталевым ангидридом:
В результате реакции получают антрахинон, который легко восстанавливается до антрацена. Например, боргидридом натрия:
Также используется реакция Фиттига, по которой молекула антрацена получается из двух молекул орто-бромбензилбромида:
Свойства:
Антрацен – кристаллическое вещество с Тпл. 2130С. Все три бензольные кольца антрацена лежат в одной плоскости.
Антрацен легко присоединяет в положения 9 и 10 водород, бром и малеиновый ангидрид:
Продукт присоединения брома легко теряет бромистый водород с образованием 9-бромантрацена.
Под действием окислителей антрацен легко окисляется в антрахинон:
Фенантрен, также как и антрацен входит в состав каменноугольной смолы.
Также как и антрацен фенантрен присоединяет водород и бром в 9,10-положения:
Под действием окислителей фенантрен легко окисляется в фенантренхинон, который далее окисляется до 2,2`-бифеновой кислоты: