2.8 Властивості поліядерних аренів

Ароматичні вуглеводні з неконденсованими ядрамивступають у реакції електрофільного заміщення значно легше, ніж бензен, – подібно до толуолу. Причому, утворюються переважно продуктиn-заміщення:

+ 2HO-NO₂ ----------- + H₂O

H₂SO₄

Дифеніл 4,4-Динітридифеніл

Ди- і три-фенілметани, крім того, піддаються реакціям радикального заміщення та окислення по sp³-гібридизованому атому Карбону, наприклад:

Br₂, УФ

-------------- + HBr₂

---------- Бромдифенілметан

[O]

---------------

CrO₃, t⁰

Бензофенон

Конденсовані поліаренивиявляють ще більшу схильність до реакції електрофільного заміщення, які протікають, в основному, по-положенню.

+Br₂, 40⁰C

-------------------- + HBr

CH₃COOH

1-Бромнафталін

----- HO-NO₂

-------------------- + H₂O

H₂SO₄

Нафталін

1-Нітронафталін

СH₃COCl

-------------------- + HCl

AlCl₃

1-Ацетонафтон

Сульфування нафталіну залежно від температури може давати різні продукти, один з яких здатний ізомеризуватися в інший за певних умов:

HO-SO₃H, 80⁰

----------------------- + H₂O

------- Нафталін-1-сульфонова кислота

HO-SO₃H, 160⁰

----------------------- + H₂O

Нафталін-2-сульфонова кислота

Якщо нафталін вже містить один замісник, то орієнтація вступу другого замісника підкоряєтьсяпевним правилам, схематично які можна зобразити так:

І роду

І роду

ІІ роду

ІІ роду

Реакції, що супроводжуються порушенням ароматичності, для нафталіна проходять легше, ніж для бензену. Він може відновлюватися навіть воднем у момент виділення, наприклад, внаслідок взаємодії Na із спиртом:

С₂H₃-OН+Na, 80⁰

-------------------------

------- 1,4-Дигідронафталін

ізо-С₅H₁₁OН+Na, 130⁰

-----------------------------

1,2-Тетрагідронафталін

Каталітичне гідрування проходить поступово:

H₂ H₂

----------- ---------------

Ni, 150⁰ Ni, 200-300⁰

Нафталін Тетралін Пергідронафталін

(декалін)

Окиснюється нафталін теж значно легше порівняно з бензеном і може давати різні продукти залежно від умов:

CrO₃, CH₃COOH, 250⁰

---------------------------------

------- Нафтохінон-1,4

O₂, 400⁰

---------------------------------

Фталевий ангідрид

У заміщених похідних нафталіну окисненню піддається кільце з підвищеною електронною густиною:

І роду [O]

------------

Фталева кислота

ІІ роду

[O] II роду

------------

Заміщена фталева кислота

Антрацен і фенантрен характеризуються ще більшою реакційною здатністю, ніж нафталін. У реакціях S_E переважно утворюються продукти заміщення у положенні 9:

Br₂

------------- + HBr

FeBr₃

Антрацен 9-Бромантрацен

+ Br₂ -------- + HBr

Фенантрен 9-Бромфенантрен

Нітрування, алкілювання, ацилювання триядерних конденсованих аренів теж протікає в положення 9, а сульфування – залежно від концентрації H₂SO₄ може давати,(1,8)- чи,(2,6)-продукти:

HO-SO₃H (розв.)

----------------------- + H₂O

------- Антрацен-2.6-дисульфонова кислота

HO-SO₃H (конц.)

-------------------------- + H₂O

Антрацен-1,8-дисульфонова кислота

Ці поліарени легко відновлюються до дигідропохідних і легко окиснюються до відповідних хінонів:

Na+C₂H₅OH CrO₃, CH₃COOH

<-------------- ------------------

[H] [O]

9,10-Дигідроантрацен Антрацен Антрахінон-9,10

Na+C₂H₅OH CrO₃, CH₃COOH

<--------------- ------------------

[H] [O]

9,10-Дигідрофенантрен Фенантрен Фенантренхінон-9,10

Антрахінон і фенантренхінон є сировиною для добування багатьох барвників (алізарину, індатренового синього та ін.) та лікарських препаратів.