Namangan davlat universiteti kimyo kafedrasi organik kimyo fanidan

II.2 Nomenklatura va izomeriya
An'anaviy tarzda arenalarni ikki qatorga bo'lish mumkin. Birinchisiga benzol hosilalari (toluol yoki difenil), ikkinchisiga kondensatsiyalangan arenlar kiradi (ulardan eng oddiyi naftalin):

Benzolning gomologik qatori C6H2n-6 umumiy formulasiga mos keladi.

Benzolning gomologik qatoridagi struktura izomeriyasi yadrodagi o'rinbosarlarning o'zaro joylashishi bilan bog'liq. Benzol yadrosidagi barcha atomlar ekvivalent bo'lganligi uchun bir o'rnini bosuvchi benzol hosilalari pozitsiya izomerlariga ega emas. Ikki almashtirilgan hosilalar uchta izomer shaklida mavjud bo'lib, ular o'rinbosarlarning o'zaro joylashishida farqlanadi.

O'rinbosarlarning pozitsiyasi raqamlar yoki prefikslar bilan ko'rsatilgan: orto- (o-), meta- (m-), para- (p-). Aromatik uglevodorod radikallari aril radikallari deb ataladi. C6H5 radikali fenil deb ataladi.

II.3 Fizik va Kimyoviy xususiyatlar.
Benzol gomologik seriyasining quyi a'zolari o'ziga xos hidga ega bo'lgan rangsiz suyuqliklardir. Ularning zichligi va sindirish ko'rsatkichi alkanlar va alkenlarnikidan ancha yuqori. Erish harorati, ayniqsa kondensatsiyalangan ko'p yadroli uglevodorodlar uchun sezilarli darajada yuqori (jadval). Yuqori uglerod miqdori tufayli barcha aromatik birikmalar juda tutunli olov bilan yonadi. Benzol va uning gomologlari ko'plab organik moddalar uchun yaxshi erituvchilardir. Barcha aromatik uglevodorodlar suvda erimaydi va ko'pchilik organik erituvchilarda yaxshi eriydi: ularning ko'pchiligi bug'da oson distillash mumkin.
Kimyoviy xossalari:


2-rasm
Benzol, tarkibida to'yinmagan birikma bo'lishiga qaramay, asosan almashtirish reaktsiyalariga moyillik ko'rsatadi va benzol yadrosi juda barqaror. Bular benzolning aromatik xossalari deyiladi. Ikkinchisi boshqa aromatik birikmalarga ham xosdir; ammo, benzol halqasidagi turli o'rinbosarlar uning barqarorligi va reaktivligiga ta'sir qiladi; o'z navbatida benzol yadrosi unga bog'langan o'rinbosarlarning reaktivligiga ta'sir qiladi. Aromatik uglevodorod reaktsiyalarining quyidagi guruhlarini ko'rib chiqing: a) almashtirish reaktsiyalari, b) qo'shilish reaktsiyalari va v) oksidlovchi moddalarning ta'siri. Almashtirish reaktsiyalari. Benzol halqasida almashtirilganda, hujum qiluvchi turlarning tabiatiga qarab uch turdagi reaktsiyalar mumkin.
Radikal almashtirish.

R∙+H: C6H5→R-C6H5+ H∙

Agar hujum qiluvchi reagent juftlanmagan elektronni tashuvchi R∙-radikal bo'lsa, u holda yadroning uglerod atomi bilan bog'langan vodorod s-bog' elektron juftining elektronlaridan biri bilan bo'linadi. Ushbu turdagi almashtirish radikal deb ataladi. Aromatik qatorda radikal almashtirish reaksiyasi kamdan-kam qo'llaniladi.
Nukleofil almashtirish SN. Almashtirilgan benzol C6H5Xda manfiy zaryadga ega nukleofil zarrachalar taʼsirida (bu yerda X oʻrinbosar) boʻlinish guruhi X - avval yadro bilan bogʻlangan bir juft s-elektron bilan birga chiqib ketadi:

Z-+ X: С6Н5→ Z- С6Н5+Х-

Misol tariqasida benzolsulfon kislotasining natriy tuzining ishqor bilan reaksiyasini keltirish mumkin. Ushbu reaksiya fenol ishlab chiqarishning sanoat usuliga asoslanadi:

Yadroda muvaffaqiyatli nukleofil almashinish reaksiyalari sodir bo'lishi uchun qo'shimcha bir yoki yaxshiroq ikkita kuchli elektron tortib oluvchi o'rinbosar (-NO2, -SO3H, -CF3) bo'lishi kerak.
Elektrofil almashtirish SE.
Barcha elektrofillar Lyuis kislotalaridir.
Elektrofil almashtirish reaktsiyalarining umumiy ko'rinishi:
(kationik elektrofil)
(neytral elektrofil)
Ushbu turdagi barcha reaktsiyalarda hujum qiluvchi reaktiv (Y+) benzol yadrosining uglerod atomi bilan bog'langan atomga musbat zaryad olib keladi yoki aniq katyonik xususiyatga ega va bir juft elektron tufayli yangi bog' hosil qiladi. ilgari C-H aloqasini amalga oshirgan. O'rnini bosuvchi vodorod atomi proton shaklida qoladi:


Aromatik uglevodorodlarning tabiiy manbalari. Sanoatda aromatik uglevodorodlar ko'mirni quruq distillash yo'li bilan, shuningdek neftdan olinadi. Ko'mirdan olish. Ko'mir xalq xo'jaligi uchun eng qimmatli qazilma mahsulotlardan biri bo'lib, juda katta miqdorda qazib olinadi. Ko'mir yoqilg'i sifatida va ko'plab muhim mahsulotlar uchun xom ashyo sifatida ishlatiladi. Tarkibi bo'yicha ko'mir murakkab organik moddadir; quruq distillash jarayonida, ya'ni. Havo kirmaydigan pechlarda 1000 ° S va undan yuqori haroratda qizdirilganda parchalanadi va quyidagi asosiy mahsulotlar hosil bo'ladi: a) koks (75-80%); b) koks gazi (3,5% gacha) va d) ammiakli suv (asosan noorganik moddalar, asosan ammiak mavjud).
Koks qattiq mahsulot bo'lib, u bir oz kul aralashmasi bilan ugleroddir. Metallurgiyada metallarni, asosan, temirni rudalardan ajratish uchun qaytaruvchi vosita sifatida ishlatiladi (domna jarayonida). XIX asrning ikkinchi yarmi boshlarigacha. toshko'mirni quruq distillash deyarli faqat koks olish uchun amalga oshirilgan, shuning uchun bu jarayon ko'mirni kokslash jarayoni deb ham ataladi.
Koks gazi ko'mirni kokslashning qo'shimcha mahsulotidir. Aks holda, yorug'lik gazi deyiladi, chunki. dastlab u faqat yoqilg'i sifatida, asosan yoritish uchun ishlatilgan. Koks gazining asosiy komponentlari metan (30-50%) va vodorod (30-50%); bundan tashqari, u aromatik uglevodorod bug'larining muhim miqdorini o'z ichiga oladi. Xom benzol (koʻmirning ogʻirligi boʻyicha 1,5% gacha) koks gazidan neft bilan singdirish yoʻli bilan ajratib olinadi, soʻngra tozalash, qaynash harorati 160°C gacha boʻlgan aromatik uglevodorodlar aralashmasi. Xom benzoldan rektifikatsiya yo‘li bilan sof benzol, toluol, ksilenlar aralashmasi olinadi. Bu usulda benzolning asosiy miqdori olinadi. Shunday qilib, hozirgi vaqtda koks gazi nafaqat yoqilg'i, balki aromatik birikmalarning qimmatli manbai hisoblanadi.
Ko'mir smolasi (yoki ko'mir smolasi) yoqimsiz hidli quyuq yopishqoq suyuqlikdir. 19-asrning oʻrtalariga qadar u koʻmirni kokslashning chiqindi mahsuloti boʻlib, yoʻq qilingan. Ma'lum bo'lishicha, uning tarkibida amaliy jihatdan eng qimmatli bo'lgan ko'plab aromatik birikmalar mavjud. Shu sababli, hozirgi vaqtda ko'mir smolasi chuqur qayta ishlanmoqda. Distillash yo'li bilan quyidagi fraktsiyalarga bo'linadi: 1) engil yog ', bp 160 ° C gacha (2% gacha); 2) o'rtacha yog ', bp 160-230 ° S (12% gacha); 3) og'ir yoki kreozot moyi, qaynash nuqtasi 230-270 ° S (10% gacha); 4) antrasen yoki yashil moy, bp 270-360 ° S (23% gacha); 5) pitch - distillashdan qolgan qoldiq (60% gacha). Yengil moydan benzol, toluol, ksilenlar olinadi; o'rtadan - naftalin, fenollar, piridin; og'irdan - asosan naftalin; antrasendan - antrasen, fenantren va boshqalar Pek - qizdirilganda yumshaydigan qora qattiq massa; qurilish materiali sifatida, yo'llarni qoplash uchun ishlatiladi va hokazo.
Alifatik uglevodorodlardan olinishi. Molekulasida kamida oltita uglerod atomiga ega bo'lgan to'g'ri zanjirli alkanlar qizdirilgan platina yoki xrom oksidi orqali o'tkazilganda, degidrotsikllanish sodir bo'ladi - vodorod ajralib chiqishi bilan aren hosil bo'ladi:

Sikloalkanlarning gidrogenlanishi. Reaktsiya siklogeksan va uning gomologlari bug'larini qizdirilgan platina ustidan o'tkazganda sodir bo'ladi:

asetilenni trimerlash yoʻli bilan benzol olish. Zelinskiy:

Fridel-Krafts reaksiyasi orqali benzolning gomologlarini olish: aromatik yadroda tipik elektrofil almashinish; katalizatorning roli hujum qiluvchi zarracha, alkil yoki asil kation hosil qilishgacha kamayadi. Quyida benzolning etilxlorid va sirka kislotasi xlorid bilan o'zaro ta'siriga misollar keltirilgan:

H5CI + AlCl3 → C2H5+ + [AICl4]−H5+ + C6H6 → C6H5C2H5 + H+
CH3COCl + AlCl3 → CH3CO+ + [AlCl4]−CO+ + C6H6 → CH3COC6H5 + N+
[AlCl4]− + N+ → HCl + AlCl3

. Aromatik kislotalar tuzlarining ishqor bilan birlashishi: