- •Вопрос 32. Полициклические соединения (ряд нафталина, антрацена, фенантрена, флуорена, бифенила, пирена). Номенклатура, способы получения, физические и химические свойства.
- •Нафталин.
- •Антрацен.
- •Фенантрен
- •Флуорен
- •Бифенил
- •Вопрос 39.Меркаптаны, сульфиды, дисульфиды, тиофены, бензотиофены. Номенклатура, способы получения, физические и химические свойства.
Вопрос 32. Полициклические соединения (ряд нафталина, антрацена, фенантрена, флуорена, бифенила, пирена). Номенклатура, способы получения, физические и химические свойства.
Полиароматические углеводороды (ПАУ) — органические соединения, для которых характерно наличие в химической структуре трех и более конденсированных бензольных колец. Основными источниками эмиссии техногенных ПАУ в окружающую природную среду являются предприятия энергетического комплекса, автомобильный транспорт, химическая и нефтеперерабатывающая промышленность. В основе практически всех техногенных источников ПАУ лежат термические процессы, связанные со сжиганием и переработкой органического сырья: нефтепродуктов, угля, древесины, мусора, пищи, табака и др.
Основные представители: нафталин, антрацен, фенантрен, флуорен, бифенил, пирен.
Нафталин.
Нафтали́н — С10Н8, твердое кристаллическое вещество с характерным запахом. В воде не растворяется, но хорошо - в бензоле, эфире, спирте, хлороформе.
Физические свойства
Плотность 1.14 г/см³, температура плавления 80.26 °C, температура кипения 218 °C, растворимость в воде примерно 30 мг/л, температура вспышки 79 — 87 °C, температура самовоспламенения 525 °C, молярная масса 128.17052 г/моль.
Получение
Промышленным источником получения нафталина является каменноугольная смола и продукты пиролиза нефти (фр. 180-2300)
Синтетически нафталин может быть получен:
а) при пропускании паров бензола и ацетилена над нагретым углем при 4000С
б) дегидрогенизацией гомологов бензола, содержащих в боковой цепи не менее 4-х атомов углерода
в) из стирилуксусной кислоты
г) различные варианты диенового синтеза
Химические свойства
Нафталин является ароматическим соединением, по своим свойствам во многом напоминает бензол. Нафталин устойчив к реакциям присоединениям, характерным для ненасыщенных соединений.
Присоединение водорода( гидрирование)
Однако эта устойчивость проявляется в меньшей степени, чем для бензола. Нафталин менее ароматичен и более непределен, чем бензол.
Замещение атомов водорода.
Для нафталина типичны реакции электрофильного замещения. Электронное облако является источником электронов, доступных для электрофильного реагента, который присоединяется к кольцу с образованием промежуточного карбониевого иона, при отщеплении от которого протона восстанавливается ароматическая система.
Нафталин вступает в реакции замещения легче бензола. При этом заместители почти всегда вступают в -положение. Атомы водорода в нафталине замещаются в большинстве случаев легче в a-положение, поскольку при этом всегда возникает более энергетически выгодный a-комплекс, чем при замещении в Ɓ-положение:
При нитровании нафталина азотной кислотой в смеси с H2SO4 при 50-60 образуется почти исключительно -нитронафталин.
Хлорирование и бромирование нафталина протекает очень легко и не требует катализатора. В присутствии катализаторов можно заместить все восемь атомов водорода в нафталиновом кольце.
Наиболее важной реакцией является сульфирование, на направление замещения оказывает влияние температура. Эта реакция не является изомеризацией, а протекает через стадию десульфирования.
Ацилирование по Фриделю-Крафтсу в зависимости от растворителя приводит к или изомеру.
Реакции присоединения к нафталину протекают легче, чем в случае бензола. Восстановление нафталина осуществляется обычными восстановителями
Каталитическое гидрирование приводит к образованию смеси тетралина и декалина.
Окисление нафталина кислородом воздуха в присутствии V2O5 приводит к разрушению одного кольца.
Осторожное окисление нафталина и его гомологов приводит к потере ароматичности с образованием хинонов (в отличие от гомологов бензола)