ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ароматические соединения Ароматические углеводороды ряда бензола из "Курс органической химии" Число ароматических соединений, содержащих ядра бензола, очень велико, и они находят большое и разнообразное применение. Основой их являются ароматические углеводороды, среди которых различают а) ароматические углеводороды, ряда бензола, содержащие одно бензольное ядро (oЗwoя5 )нoe), и б) многоядерные аромати- ческие углеводороды, содержащие два и более бензольных ядер. Все остальные одноядерные и многоядерные ароматические соединения являются замещенными производными соответствующих ароматических углеводородов. [c.325] Первый пред ставитель ароматических углеводородов — бензол — имеет состав СвИ6- Это вещество было открыто М. Фарадеем в 1825 г. в жидкости, образующейся при сжатии или охлаждении так называемого светильного газа, который получается при сухой перегонке каменного угля впоследствии бензол обнаружили (А. Гофман, 1845 г.) в другом продукте сухой перегонки каменного угля — в каменноугольной смоле. Он оказался весьма ценным веществом и нашел широкое применение. Затем было установлено, что очень многие органические соединения являются производными бензола. [c.325] Возможны и некоторые другие реакции присоединения, но все они протекают с трудом, во много раз менее активно, чем присоединение к двойным связям в веществах с открытой цепью или в алициклических соединениях. [c.326] было установлено, что однозамещенные производные бензола СеНаХ не имеют изомеров. Это показало, что все водородные и все углеродные атомы в его молекуле по своему положению равноценны, что также долго не находило объяснения. [c.326] Формулы I и И, согласно Кекуле, совершенно равнозначны и лишь выражают две взаимно переходящие фазы состояния молекулы бензола. [c.327] Формула Кекуле получила широкое распространение. Она согласуется с представлениями о четырехвалентности углерода, объясняет равноценность водородных атомов в бензоле. Наличие в последнем шестичленного цикла доказано в частности, оно подтверждено тем, что при гидрировании бензол образует циклогексан, в свою очередь, циклогексан путем дегидрирования превращается в бензол (стр. 336, 338). [c.327] Однако формула Кекуле имеет существенные недостатки. Допуская, что в бензоле имеются три двойные связи, она не может объяснить, почему бензол в таком случае с трудом вступает в реакции присоединения, устойчив к действию окислителей, т. е. не проявляет свойств непредельных соединений. [c.327] С точки зрения современных электронных представлений природу ароматических связей объясняют следующим образом. [c.328] На самом же деле в бензоле нет обычных пар я-электронов, фиксированных между двумя определенными С-атомами, как это изображает схема I, В шестичленном цикле бензола все простые связи С—С и С—Н (а-связи) лежат в одиой плоскости. Облака я-электронов всех С-атомов, имеющие форму объемных восьмерок, направлены перпендикулярно плоскости бензольного кольца. Каждое из таких облаков перекрывается облаками двух соседних углеродных атомов. Это показано на рис 29, схема / или в проекции на рис. 29, схема II. [c.328] Плотность облаков я-электронов в бензоле равномерно распределена между всеми С—С-связями, Следовательно, я-электроны обобщены всеми углеродными атомами кольца, образуя единое кольцевое облако шести электронов (ароматический электронный секстет). Выше это условно показано схемой II, Таким образом объясняется равноценность (выравненность) ароматических связен, придающих бензольному ядру характерные (ароматические) свойства. Равномерное распределение облака я-электронов и выравненность связей в бензоле иногда изображают формулой III. [c.328] Гомологи бензола, так же как и другие соединения, в которых наряду с бензольным ядром имеются ациклические группировки (группировки жирного ряда, стр. 34), иногда называют жирноароматическими соединениями. [c.329] В ряду ароматических углеводородов часто применяют тривиальные названия, например, метилбензол иначе называют толуолом. [c.330] Ациклические (жирные) радикалы, соединенные с бензольным ядром, называют боковыми цепями. [c.330] Этилбензолу изомерны двухзамещенные гомологи бензола, содержащие в соединении с ароматическим ядром два метильных радикала СвН4(СНз)2- Они называются диметилбензолами или ксилолами. [c.330] Физические свойства. Бензол и его простейшие гомологи — бесцветные жидкости с характерными запахами, не смешивающиеся с водой. Некоторые высшие гомологи — твердые вещества. Температуры кипения и плавления ароматических углеводородов зависят от величины и изомерии боковых цепей, а также от взаимного положения их в бензольном ядре. [c.331] Химические свойства. Как уже было указано, бензол, несмотря на то, что по составу он является ненасыщенным соединением, проявляет склонность преимущественно к реакциям замещения, и бензольное ядро очень устойчиво. В этом заключаются свойства бензола, которые называют ароматическими свойствами (стр. 325). Последние характерны и для других ароматических соединений однако различные заместители в бензольном ядре влияют на его устойчивость и реакционную способность в свою очередь, бензольное ядро оказывает влияние на реакционную способность соединенных с ним заместителей. Рассмотрим следующие группы реакций ароматических углеводородов а) реакции замещения б) реакции присоединения и в) действие окислителей.. [c.331] Для реакции применяют концентрированную азотную кислоту, часто в смеси с концентрированной серной кислотой нитрующая смерь). Серная кислота играет роль катализатора и водоотнимающего средства. [c.332] Реакция происходит при нагревании под действием концентрированной серной кислоты. [c.333] Поэтому —С1 (и другие галогены), —N63 и —ЗОдН, вступая в бензольное ядро, образуют новую ковалентную связь-за счет пары электронов, имеющейся у атома углерода. Такие реагенты (группы) называют электрофильными ( любящими электроны ). [c.333] Вернуться к основной статье