Отдельные представители

Из ацетиленовых углеводородов важное промышленное значение имеет только ацетилен.

Сжиженный ацетилен представляет большую опасность, так как он склонен к взрывному разложению. Теплота распада ацетилена на элементы составляет 226,9 кДж/моль, тогда как для этилена она равна 52,4 кДж/моль, а для этана 84,6кДж/моль. Поэтому сжатый ацетилен хранят в баллонах, наполненных адсорбентом, пропитанным подходящим растворителем (обычно ацетоном) под давлением до 2,510⁶ Па (25 атм).

При горении ацетилена в кислороде развивается очень высокая температура (до 3000С), поэтому он широко применяется для так называемой ацетиленовой сварки и резки металлов.

Ацетилен нашел широкое применение в химической промышленности, преимущественно для получения пластмасс, каучука, растворителей.

Значительная часть ацетилена в технике перерабатывается в винилацетилен. Винилацетилен при обычных условиях – газ. Подобно дивинилу он присоединяет галогены в 3,4- (по ацетиленовой связи) и в 1,4-положения, аналогично присоединяются и галогеноводороды. В присутствии катализаторов Cu₂Cl₂ и других 1,4-аддукты легко изомеризуются в 3,4-аддукты. Эта реакция используется в синтезе хлоропренового каучука из винилацетилена.

Лекция №9. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ

Ароматические углеводороды. Понятие ароматичности. Современные электронные и квантово-химические представления о строении бензола. Гомологический ряд бензола. Общая формула. Изомерия. Номенклатура. Методы получения: из каменного угля, нефти, реакцией Вюрца-Фиттига, Фриделя-Крафтса.

Первый представитель ароматических углеводородов - бензол известен с 1825 года. Впервые его выделил Фарадей из китового жира - ворвань.

Строение бензола

Впервые Кеккуле предложил структурную формулу бензола в 1865 году Современная точка зрения на строение бензола: плоская молекула, атомы углерода которой находятся в состоянии sp² -гибридизации и объединены в правильный шестиугольник.

Негибридизованные р-орбитали располагаются перпендикулярно плоскости кольца и при боковом перекрывании образуют единую -молекулярную орбиталь, расположенную над и под плоскостью цикла (сопряжение р-орбиталей).

Изображение молекулы бензола:

Строение определяет устойчивость бензола. Он с трудом вступает в реакции присоединения, так как это связано с разрывом сопряженного электронного облака, что энергетически невыгодно. Также трудно протекают и реакции окисления бензольного кольца. Для бензола характерны реакции электрофильного замещения, так как существует π-молекулярная орбиталь и происходит замещение атома водорода электрофильным реагентом.

Энергия резонанса в молекуле бензола показана ниже.

Ароматичность - необычайно низкая энергия невозбужденного состояния, вызванная делокализацией π-электронов.

Изомерия

Для ди-, три- и тетразамещенных ароматических углеводородов характерна изомерия положения заместителя и изомерия боковой алкильной цепи.

Моно-, пента- и гексазамещенные арены не имеют изомеров, связанных с положением заместителя в кольце.

Номенклатура

Производные бензола называют замещенными бензолами. Для многих из них либо используют тривиальные названия, либо заместитель обозначается приставкой перед словом «бензол». В случае монозамещенных бензолов в названия не входят цифры, так как все шесть атомов углерода молекулы бензола равноценны, для каждого заместителя возможен только один монозамещенный бензол.

Если в молекуле бензола присутствуют два заместителя, то могут существовать три различных дизамещенных бензола. Они называются соответственно орто-, мета- и пара-замещенными:

Если в бензоле имеется три и более заместителей, то их положение в кольце следует обозначать только цифрами. Во всех случаях названия заместителей перечисляют перед словом «бензол» в алфавитном порядке. Цифра 1 в названии может быть пропущена, заместитель, с которого начинается отсчет, в этом случае входит в основу названия:

Радикалы бензола и толуола соответственно называют фенил-, бензил- и о-, м- и п-толил: