арены хим Flashcards
Нитрование
бензол
⏣+HNO₃к. -(t, H₂SO₄к.)-> ⏣-NO₂ + H₂O
нитрующая смесь концентрированных азотной и серной кислот, до 50°С
Образуется тяжелая желтоватая жидкость с запахом миндаля. Эту реакцию можно использовать как качественную на бензол.
Галогенирование
бензол
⏣ + Br₂ -(FeBr₃, t)-> ⏣-Br + HBr
- катализатор Fe / FeBr3 / FeCl3 или Al / AlBr3 / AlCl3
- умеренное нагревание ~40°С
Если используются железные / алюминиевые опилки, то катализатор – бромид или хлорид железа(III) / алюминия образуется непосредственно в реакционной смеси.
Сульфирование
бензол
⏣ + H₂SO₄ –> ⏣-SO₃H + H₂O
Алкилирование
бензол С галогеналканами:
⏣ + CH₃Cl -(AlCl₃, t)-> ⏣-CH₃ + HCl
нагревание, катализатор AlCl3 или Н⁺
реакция Фриделя-Крафтса
Алкилирование
бензол Со спиртами:
⏣ + CH₃CH₂OH -(t, H₂SO₄)-> ⏣-CH₂-CH₃ + H₂O
нагревание, катализатор AlCl3 или Н⁺
реакция Фриделя-Крафтса
Алкилирование
бензол С алкенами:
⏣ + CH₂=CH₂ -(t, H₂SO₄)-> ⏣-CH₂-CH₃
⏣ + CH₂=CH-CH₃ -(t, H₂SO₄)-> ⏣-CH(-CH₃)-CH₃
нагревание, катализатор AlCl3 или Н⁺
реакция Фриделя-Крафтса
Гидрирование
бензол
⏣ + 3H₂ -(200ºC, p, Ni)-> ⬡
нагревание (~200°С), давление, катализатор Ni, Pd, Pt
Хлорирование
бензол
⏣ + 3Cl₂ -h𝜈-> гексахлоран
УФ излучение (на свету)
Горение
бензол
C₆H₆ + O₂ -t-> CO₂ + H₂O
Для бензола из реакций окисления характерно только горение. Горит бензол коптящим пламенем.
Галогенирование
гомологи бензола
⏣-CH₃ + Br₂ -(FeBr₃, 20ºC)-> орто или пара-бромтолуол + HBr
хлор и бром
Условия: катализатор Fe / FeBr3 / FeCl3 или Al / AlBr3 / AlCl3, комнатная температура ~20°С
В более жестких условиях –– избытке реагента и нагревании –– можно ввести в бензольное кольцо сразу 3 заместителя:
2,4,6-трибромтолуол / 2,4,6-трибром-1-метилбензол
Нитрование
гомологи бензола
⏣CH₃ + HNO₃ -(H₂SO₄к)-> орто или пара-нитротолуол + H₂O
Условия: нитрующая смесь – смесь концентрированных азотной и серной кислот, комнатная температура
В более жестких условиях –– избытке реагента и нагревании –– можно ввести в бензольное кольцо сразу 3 заместителя:
1-метил-2,4,6-тринитробензол / Тротил / 2,4,6-тринитротолуол
Реакция алкилирования
гомологи бензола
Фриделя-Крафтса
⏣CH₃ + CH₃Cl -(AlCl₃, t)-> Пара-ксилол + HCl
Замещение в орто-положение возможно, но его писать не следует, так как такое замещение будет затруднено стерическим (пространственным) фактором –– два радикала рядом будут мешать друг другу.
Гидрирование
гомологи бензола
👍
Галогенирование (хлор и бром) по α-атому
гомологи бензола
то есть первому от бензольного кольца, на свету:
⏣-CH₂-CH₂-CH₃ + Cl₂ -h𝜈-> ⏣-CH(-Cl)-CH₂-CH₃ + HCl
Условия: УФ излучение или нагревание
Неполное окисление
Этилбензол Кислая среда
⏣-CH₂-CH₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ -t-> ⏣-COOH + CO₂ + K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O
Условия: нагревание, любая среда
c KMnO₄ и K₂Cr₂O₇
Неполное окисление
Изобутилбензол Кислая среда
⏣-CH₃-CH₃(-CH₃)-CH₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ -t-> ⏣-COOH + CH₃-C(=O)-CH₃ + K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O
Условия: нагревание, любая среда
c KMnO₄ и K₂Cr₂O₇
Неполное окисление
Орто-ксилол Кислая среда Дихромат K
орто-ксилол + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ -t-> ⏣-Бензолдикарбоновая-1,2 кислота + K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + H₂O
Условия: нагревание, любая среда
(Фталевая кислота)
Неполное окисление
1-пропил-2-этилбензол Кислая среда
⏣(-CH₂CH₂CH₃)-CH₂-CH₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ -t-> Бензолдикарбоновая-1,2 кислота + CO₂ + CH₃COOH + K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O
Условия: нагревание, любая среда
c KMnO₄ и K₂Cr₂O₇
Неполное окисление
2-метил-1-этилбензол щелочная среда
2-метил-1-этилбензол + KMnO₄ + KOH -t-> Бензолдикарбоновая-1,2 кислота + K₂CO₃ + K₂MnO₄ + H₂O
Условия: нагревание, любая среда
c KMnO₄ и K₂Cr₂O₇
Неполное окисление
Орто-ксилол Нейтральная среда
орто-ксилол + KMnO₄ -t-> Бензолдикарбоновая-1,2 кислота + MnO₂ + KOH + H₂O
Условия: нагревание, любая среда
c KMnO₄ и K₂Cr₂O₇
Дегидроциклизация (ароматизация, риформинг) алканов
получение бензола и его гомологов
гексан -(t, Pt)-> ⏣ + H₂
гептан -(t, Pt)-> ⏣CH₃ + H₂
Условия:
- от 6 атомов C
- температура
- катализатор Pt и др.
Дегидрирование (ароматизация, риформинг) циклоалканов / -енов / -диенов
получение бензола и его гомологов
⬡ -(t, Pt)-> ⏣ + H₂
⬡-CH₃ -(t, Pt)-> ⏣-CH₃ + H₂
Условия: температура, катализатор Pt и др.
Циклотримеризация
получение бензола и его гомологов
Реакция Зелинского-Казанского
3C₂H₂ -(600ºC, C)-> ⏣
3CH₃-C≡CH -(600ºC, C)-> 1,3,5-триметилбензол
3CH₃-C≡CH-CH₃ -(600ºC, C)-> гексаметилбензол
Условия:mтемпература 400-600°С, активированный уголь C акт
Декарбоксилирование
получение бензола и его гомологов
сплавление солей бензойной кислоты со щелочами
⏣-COONa + NaOH -t-> ⏣ + Na₂CO₃
Получение бензола из бензойной кислоты
получение бензола и его гомологов
⏣COOH -(t, кат.)-> ⏣ + CO₂
Алкилирование бензола и его гомологов
получение бензола и его гомологов
👍
Реакция Вюрца-Фиттига
получение бензола и его гомологов
⏣-Cl + 2Na + Cl-CH₃ -t-> ⏣-CH₃ + NaCl
⏣-Cl + Zn + Cl-C₂H₅ -t-> ⏣-C₂H₅ + ZnCl₂
Условия: нагревание, натрий (или цинк, магний)
Дегидрирование этилбензола
Получение стирола
⏣-CH₂-CH₃ –> ⏣-CH=CH₂ + H₂
Дегидрирогалогенирование
Получение стирола
⏣-CHBr-CH₃ + KOH -(спирт)-> ⏣-CH=CH₂ + KBr + H₂O
Мягкое окисление
стирол
Холодный водный раствор перманганата калия:
стирол + KMnO₄ -0ºC-> ⏣-CHOH-CH₂OH + MnO₂ + KOH
Окисление в кислой среде при нагревании
стирол
стирол + KMnO₄ + H₂SO₄ -t-> ⏣-COOH + CO₂ + K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O
Окисление в щелочной среде при нагревании
стирол
стирол + KMnO₄ + KOH -t-> ⏣-COOK + K₂CO₃ + K₂MnO₄ + H₂O
Полимеризация
стирол
n стирол -(t, p, кат.)-> полистирол
[-CH₂-CH⏣]ₙ
При совместной полимеризации (сополимеризации) стирола с дивинилом получают высококачественный синтетический бутадиен-стирольный каучук:
nCH₂=CH-CH=CH₂ + nCH₂=CH⏣ -(t, p, кат.)-> [-CH₂-CH=CH-CH₂-CH₂-CH⏣-]ₙ
