9.6. Способы получения

Важнейшим природным источником бензола и аренов является каменный уголь. Сухой перегонкой каменного угля, помимо самого бензола, получают толуол и ксилолы. Кроме того, бензол, толуол и другие простые арены встречаются в некоторых видах нефти (майкопская, румынская). Однако технологические процессы каталитического риформинга нефти вытесняют получение углеводородов из каменноугольной смолы.

Синтетическими способами являются следующие.

1. Дегидрирование (ароматизация) алканов и циклоалканов:

Эти реакции протекают в ходе вторичной переработки нефти. Этот технологический процесс называется каталитическим риформингом.

Ароматизация углеводородов имеет бóльшее значение для получения гомологов бензола:

2. Непредельные углеводороды, такие как циклогексен, циклогексадиен-1,3, в присутствии катализаторов (платины или палладия) диспропорционируют с образованием бензола:

3. Циклотримеризация (ароматизация) ацетилена

протекает термически, в присутствии металлорганических катализаторов (соединения хрома, никеля, кобальта). Однако ацетилен в эту реакцию вступает труднее, чем алкины, для которых циклотримеризация возможна не только в присутствии металлорганических катализаторов, но и в присутствии концентрированной H₂SO₄ и приводит к 1,3,5-триалкилзамещённым бензолам.

Роль катализаторов заключается в активации тройной связи и пространственной ориентации алкинов в реакциях циклизации.

4. Возможна также ароматизация метана, который при контакте с ситаллами (стеклокерамикой), модифицированными металлами VIII группы при температуре  870 К даёт бензол:

6 CH₄  C₆H₆ + 9 Н₂

5. Бензол можно получить декарбоксилированием бензойной кислоты при нагревании её в присутствии медного порошка или оксидов металлов (CuO, CaO)

или нагреванием солей бензойной кислоты со щёлочью

Механизм последней из этих двух реакций разбирался на примере алифатических соединений (гл. 6.4.4.4), а механизм декарбоксилирования в присутствии катализаторов, по-видимому, аналогичен, и его можно представить как электрофильное замещение, в котором электрофилом является катион водорода:

6. Реакция Вюрца–Фиттига* представляет собой видоизменённый метод Вюрца и является одним из методов введения в бензольное кольцо алкильного заместителя:

Механизм аналогичен реакции Вюрца (гл. 3.2.2.3). Однако существенным недостатком этого метода является низкий выход целевого продукта из-за образования побочных продуктов:

2 R-Br + 2 Na  R-R + 2 NaBr

7. Реакция Вюрца–Гриньяра позволяет получать алкилбензолы без побочных продуктов. Она осуществляется при взаимодействии галогенида арилмагния с алкилбромидом в диэтиловом эфире, например:

Механизм этой реакции можно представить как нуклеофильное замещение (S_N1или S_N2) атома галогена в галогеналканах или как электрофильное замещение (S_Е) группировки -MgBr в ароматическом субстрате

Однако этот способ нельзя применять, используя в качестве исходных галогенозамещённый бензол и алкилмагния галогенид из-за низкой реакционной способности галогенобензолов (гл. 10.2.4.2).

8. Алкилирование бензола и его гомологов (алкилирование по Фриделю–Крафтсу) — эти реакции рассмотрены в химических свойствах (гл. 9.5.1.1, 9.5.2.1). Для алкилирования могут использоваться галогеналканы, спирты, алкены.

9. Восстановление арилкетонов

,

проводимое активными металлами (Mg, Zn) в кислой среде. Карбонильные соединения, в свою очередь, для этих целей обычно получают ацилированием бензола и его гомологов.