11. El ő ad á s S zénhidrogének - arének
16
11. Előadás Szénhidrogének - arének
description
11. El ő ad á s S zénhidrogének - arének. 19.4. ARÉNEK. 1825. M. Faraday ; 1934 Eilhadt Mitscherlich Benzoe gyanta (Gummi benzoë) - szagtalan Styrax – fák kérgebalzsam Szumatra – benzoe„in lacirmis” (könnyek) (fahéjsav,vanillin)„in massa” 1845. A. W. Hofmann szénkátrányból - PowerPoint PPT Presentation
Transcript of 11. El ő ad á s S zénhidrogének - arének
11. Előadás
Szénhidrogének - arének
19.4. ARÉNEK
1825. M. Faraday ; 1934 Eilhadt Mitscherlich
Benzoe gyanta (Gummi benzoë) - szagtalan
Styrax – fák kérge balzsam
Szumatra – benzoe „in lacirmis” (könnyek)
(fahéjsav,vanillin) „in massa”
1845. A. W. Hofmann szénkátrányból
1950. petroleumból
Példák_
COOH
+ CaO + CaCO3
benzoesav "benzin"
benzol naftalin antracén
1
2
345
6
7
8 1
2
3
456
7
8 9
10
CH2 CH3HC CH2 CH3
H3Cetil-benzol sztirol 1,4-dimetil-benzol
1
4
CH2
difenil-metán bifenil
1
2 3
4
56
1'
2'3'
4'
5' 6'
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH31,2-dimetil-benzolorto-
1,3-dimetil-benzolmeta-
1,4-dimetil-benzolpara-
xilol
benzo[a]pirén
1775. Sir Percival Pott
Homológ sor [4n+2] De nem tartozik ide_
ciklopropenilium kation
ciklopentadienát anion
benzol
cikloheptatrienilium kation
4 4
4 6
*
8 8
HÜCKEL-SZABÁLY
* Nem planáris
Csoportnevek_
Az arének szerkezete
Kötésmód C (sp2) – C(sp2) C(p) – C(p)
C(sp2) – H(s)
ciklusosan konjugált rendszer
Kötéshossz r[C(sp2) - C(sp2)] = 1,39 Å
Kötésszög CCC 120o
HCC 120o
Konfiguráció planáris gyűrű
Kötési energia
Példa:hidrogénezés
H2C CH
fenil 1,2-fenilén benzil benzál
Nincs feszültség
120
231
208
152
3*120=360kJ/mol
+ H2
+ 2 H2
+ 3 H2
FIZIKAI TULAJDONSÁGOK
Halmazállapot
op fp op fp
Benzol 5,5 80 Toluol -95 111
Naftalin 80 218 o-Xilol -25 144
Antracén 217 340 m-xilol -48 139
Fenantrén 99 340 p-xilol 13 138
Bonyolultsággal nő az fp.
Oldékonyság: Hasonló hasonlót old
Arének reakciói
Aromás magon Oldalláncon
1. Sav-bázis reakció oxidáció
2. Oxidáció
3. Redukció-hidrogénezés
4. Addició
5. Elektrofil szubsztitúció
1. Sav-bázis reakció
„Aktív” helyek: para > orto > meta
Relatív bázikusság:
+ H F H
- komplex
BF3
H
H
F-
- komplex
A. leírás B. leírás
HH H H H
HH H H H
+0,33
+0,33
+0,33
+0,3
+0,1
+0,2
CH3CH3
CH3
CH3
CH3H3C
CH3
CH3
CH3
CH3
H3C
H3C
< < < <
2. Oxidáció Cr2O3, OsO4
H2O2, KMnO4
Aromás magon
Oldalláncon
NEM!
levegõ, V2O5
450oC
1. O3
2. Zn, H2O
O
O
O
CH
CH
HC
CH
HC
HC
O
O
O
O
O
OMaleinsavanhidrid
glioxál
CH3 H2C HC CH3
CH3
CH3 CH2
KMnO4 (OH-)
COOH
COOH
COOH
Feltétel:C
3. Hidrogénezés [Addició] Ade
4. Addició Ade
+ 3 H2Ni, 10 atm
150oCciklohexán
+ 2 H2Ni, 30 atm140-160oC
+ 3 H2Ni, 200
200oC
+ H2 + 6 H2
perhidroantracén9,10-dihidro antracén
dekalintetralin
+ 3 Cl2h, 50oC
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
1,2,3,4,5,6-hexaklór ciklohexán
5. Elektrofil szubsztitúció
I. Halogénezés
II. Nitrálás
III. Szulfonálás
IV. Friedel-crafts alkilezés
V. Friedel-crafts acilezés
Elektrofilek
I. Halogénezés
Katalizátor: FeCl3, AlCl3, ZnCl2
szerepe:
Megjegyzés: F2 > Cl2 > Br2 >> I2
I2 közvetlenül nem reagál
X
X vagy
NO2
SO3
R O
X
X Y
+ Br2
FeBr3
Br
+ FeBr3 + HBr
Br Br Br Br
+ Br2
FeBr3
Br
Br
1-bróm-naftalin99%
2-bróm-naftalin1%
Mechanizmus
II Nitrálás
Reagens:
III. Szulfonálás
Reagens
+ HNO3
Br
ccH2SO4
H NO2
HNO3 + 2 H2SO4 NO2 + H3O + 2 HSO4
+ H2SO4/SO3
SO2OHH SO2O
50oC
O
S
OO
SO2OH
+ H2O180oC
+ H2SO4
IV. Friedel-Crafts alkilezés
A. Alkil-halogenid: kat: AlCl3, AlBr3, SbCl5, BF3
Reagens:
Reaktivitás: Tercier > Szekunder > Primer
R-F > R-Cl > R-Br > R-Br
B. Alkén: kat: sav (pl.: H3PO4)
Reagens: Karbokation
+
kat.[alkil-halogenid]
H3C Cl
+
kat [alkén]
H2C CH2
CH3CH2 CH3
+ HCl
H3C CH2 BrAlBr3
katH3C CH Br
AlBr3
"karbokation"
V. Friedel-Crafts alkilezés
Reagens
Reagens
C
H3C C
Cl
O
AlCl3 (kat)
AlCl3 (kat) ~ 2mol
H3C C
O
O
C
O
H3C
O
CH3C
O
CH3
+ HCl+ CH3COOH
ACETOFENON
H3C C
Cl
O
savhaloid
+ AlCl3 H3C C
Cl
O
AlCl3
H3C C
O
O
C
O
H3C
savanhidrid
H3C C
OAlCl3
Mechanizmus
OLDALLÁNC HATÁSA AZ SE REAKCIÓRA
Q szerepe: 1. Fokozhatja/csökkentheti a mag reakcióját a benzolhoz viszonyítva
2. Befolyásolhatja Y beépülésének helyét irányít
Q lehet: Aktiváló – dezaktiváló
orto, para, meta pozícióba irányító
Q
+ Y
Q Q Q
Y
Y
Y
+ +
Aktiválóorto, para orto, para meta
-OH -F, Cl, Br, I -NO2, -NH+(CH3)2
-OR, OAr -CH2Cl -COOH
-NH2, NHR -COOR, -CN
-R, -Ar, -CHCH2 -CHO, -CRO
Növelik a gyűrű reaktivitását,
legjobban az o,p pozicióban
Csökkentik a gyűrű reaktivitását,
legkevésbé az o, p pozicióban
Csökkentik, de legkevésbé a m
pozicióban
Dezaktiváló
C60 KLASZTER
H. U. Kroto, R. Smalley (1984)
GRAFIT
Lézer
C60R. Buckminster
Fuller
Buckminster
Fullerén
Socceiballen
footballen
