aromatické uhľovodíky ii
DESCRIPTION
Kód ITMS projektu: 26110130519 Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia. Aromatické uhľovodíky II. Obsah. Chemické vlastnosti arénov Elektrofilné substitúcie Mechanizmus S E Nitrácia Sulfonácia Halogenácia Alkylácia (Friedelova – Craftsova) - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Aromatické uhľovodíky II
Kód ITMS projektu: 26110130519Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia
Vzdelávacia oblasť: Človek a príroda
Predmet Organická chémia
Ročník, triedy: 3. ročník
Tematický celok: Uhľovodíky
Vypracoval: Mgr. Gabriela Berczeliová
Dátum: jún 2013
Obsah1. Chemické vlastnosti arénov2. Elektrofilné substitúcie3. Mechanizmus SE
4. Nitrácia5. Sulfonácia6. Halogenácia7. Alkylácia (Friedelova – Craftsova)8. Acylácia (Friedelova – Craftsova)9. Ovplyvňovanie SE na aromatickom jadre
10. Ďalšie reakcie na aromatickom jadre11. Reakcie na bočnom reťazci aromatických uhľovodíkov12. Použité zdroje
2
Chemické vlastnosti
• vodík na aromatickom kruhu sa nahradí elektrofilnou časticou
• nitrácia, sulfonácia, halogenácia, alkylácia, acylácia
• adičné a oxidačné reakcie prebiehajú na benzénovom jadre veľmi ťažko→ zaniká aromatický charakter
3
elektrofilné substitúcie - SE
Elektrofilné substitúcie
4
halogenácia
nitrácia
sulfonácia
alkylácia
acylácia
Mechanizmus SE
1. vznik E+
2. π-komplex3. σ-komplex - najpomalšia časť4. odštiepi sa H+ → obnoví sa
aromatický charakter
5
1
Nitrácia• H sa nahrádza nitroskupinou • prebieha pôsobením
nitračnej zmesi (HNO3 + H2SO4)
• elektrofilná častica - nitróniový katión
6
nitrobenzén
-NO2
4
5
Sulfonácia• H sa nahrádza sulfoskupinou -SO3H
• reakcia prebieha pôsobením koncentrovanej H2SO4
• elektrofilná častica - katión +SO3H
• reakcia je vratná - zahriatím kyseliny benzénsulfónovej so zriedenou H2SO4 → benzén
7
kyselina benzénsulfónová
Halogenácia• H sa nahrádza halogénom -X• chlorácia, bromácia
• prebieha pôsobením Cl2 alebo Br2
• elektrofilná častica - katión X+
• katalyzátor AlX3 alebo FeX3
→ heterolýza Cl2, Br2
8
11
Napíšte reakčnú schému prípravy chlórbenzénu.
Alkylácia• H sa nahrádza alkylom -R• prebieha pôsobením
alkylhalogenidov
• elektrofilná častica - karbkatión R+
• katalyzátor AlCl3, FeCl3
9
Napíšte reakčnú schému prípravy etylbenzénu.
10
Acylácia• H sa nahrádza skupinou -COR• prebieha pôsobením
acylhalogenidov
• elektrofilná častica - acylový katión RC+O
• katalyzátor AlX3, FeX3
10
Napíšte reakčnú schému prípravy acetylbenzénu.
13
Ovplyvňovanie SE na aromatickom jadre
• substituenty s +I alebo +M-efektom zvyšujú elektrónovú hustotu na benzénovomjadre → aktivačný účinok
• orientácia do polohy o- alebo p-• -X (+M, -I) - dezaktivačný účinok
• substituenty s -I alebo -M-efektomznižujú elektrónovú hustotu → dezaktivačný účinok
• orientácia do polohy m-11
-COOH, -COOR, -COR, -SO3H, -CN, -NO2
-NH2, -OH, -SH, -OR, -R
Orientácia na benzénovom jadre• nitrácia toluénu →
• nitrácia nitrobenzénu
12
Navrhnite spôsob prípravy o-, m- a p-brómnitrobenzénu.1,3-dinitrobenzén
60 % 37 %
2-nitrotoluén a 4-nitrotoluén
93 %
Ďalšie reakcie na aromatickom jadre
• adície - prebiehajú len v prítomnosti katalyzátora,pri zvýšenej teplote alebo pôsobením UVhydrogenácia benzénu
• oxidáciabenzén je voči oxidovadlám pomerne stályoxidácia sa môže uskutočniťkyslíkom pri vyššej teplote, za prítomnosti V2O5
→ anhydrid kyseliny maleínovej
13
PtH /2
Čo vzniká oxidáciou naftalénu ?
?
Reakcie na bočnom reťazci arénov• na bočnom reťazci prebiehajú reakcie
typické pre uhlíky tohto reťazca
• oxidácie
14
kat.
oxidácia kuménu →výroba fenolu a acetónu
Použité zdroje• Zahradník, P., Lisá, V.: Organická chémia I. Bratislava:
Vydavateľstvo SPN, 2006.• Benešová, M., Satrapová, H.: Zmaturuj z chémie. Bratislava:
Pedagogické vydavateľstvo Didaktis, 2004.• http://www.fns.uniba.sk/fileadmin/user_upload/editors/chem
/kor/organika/Org-8_Aromatika.pdf• http://lms.planetavedomosti.sk/ Kurz ´Chémia SŠ – učiteľ ´:
XVII. Aromatické zlúčeniny77. Elektrofilná substitúcia (s. 1, 4, 5, 10, 11, 13)
• http://www.youtube.com/watch?v=ipo5-Ob4AfI• http://www.youtube.com/watch?v=uR1ISKPMubs• http://www.youtube.com/watch?v=HKbXBvURprc• http://szerves.chem.elte.hu/oktatas/ea/SzaboD/Aromas.pdf• http://moodle2.voskop.eu/download/teu/
U06_Organicka_chemie.pdf15