Арены: Часть 5

Видео

Конспект

2) Окисление.

Окисление гомологов бензола всегда происходит похожим образом - связь ближайшего углерода и кольца всегда сохраняется! Таким образом одним из продуктов всегда должна быть бензойная кислота. Второй углеродосодержащий продукт окисления образуется из «обрывка» цепи бокового радикала, количество углеродов сохраняется. Если «оторвался» один углерод образуется CO_{2} , если более - соответствующая карбоновая кислота.

22 В кислой среде, в соответствии с правилами, образуются кислоты. В щелочной среде соли соответствующих кислот. В нейтральной среде допустимо образование как кислот, так и солей. Сам бензол не окисляется!

23 24 При этом, если боковой радикал содержал кратные связи (например, как в стироле), но нужно учитывать это особенность и рассмотреть окисление боковой цепи как представителя класса углеводородов с соответствующей функциональной группой. Так при окислении аренов с двойной связью в боковой цепи возможно образование гликолей.

Реакция горения также является реакцией окисления - при горении аренов всегда образуется углекислый газ и вода.

2 C_{6} H_{6}+6 O_{2} \longrightarrow 12 CO_{2}+6 H_{2} O \text { ( +Q) } 3) Другие реакции по боковой цепи.

Справедливо отметить, что при наличии функциональных групп (тройных связей, гидроксильных групп, галогенов и др.) в боковой цепи, всегда нужно учитывать возможность взаимодействия арена с особенными реагентами. Так, например, фенилацетилен вступает в реакции замещения с натрием с образованием водорода, в то время как для стандартных гомологов бензола такая реакция не характерна.

25 Особые свойства стирола.

26 Стирол содержит в своей структуре двойную связь, сопряженную с бензольным кольцом, что вызывает ряд особенностей в химических свойствах. При этом ожидается совокупность свойств аренов и алкенов.

1) Гидрирование.

Добавление водорода в молекулу возможно в двух вариантах. В недостатке водорода в первую очередь гидрируется боковой радикал, а в избытке водорода - боковой радикал и вся ароматическая система

27 2) Обесцвечивание раствора бромной воды.

В отличие от гомологов бензола стирол способен присоединять молекулы брома даже в водном растворе, что сопровождается его обесцвечиванием и может быть использовано для качественного анализа.

28 3) Гидрогалогенирование.

Стирол способен присоединять галогенводороды, реакция идет в соответствии с правилом Марковникова.

29 4) Гидратация.

Реакция гидратации стирола идёт в присутствии концентрированной серной кислоты при нагревании, образуется вторичный спирт (1-гидрокси-1-фенилэтан).

30 5) Полимеризация.

Главное химическое свойство стирола, обуславливающее его широкое применение образование полистирола (ПС) в результате полимеризации. Известны также варианты перекрестной полимеризации с участием стирола и образованием более сложных высокомолекулярных соединений (см. Лекцию 22).

31 6) Окисление.

Стирол окисляется в соответствии с правилами окисления алкенов и аренов. В нейтральной среде на холоде образуется двухатомный спирт (гликоль, 1 -фенилэтандиол-1,2). В кислой среде - углекислый газ и бензойная кислота. В щелочной среде - карбонат калия и бензоат калия.

32 Способы получения стирола.

Так как стирол содержит в структуре двойную связь, способы его получения являются классическими вариантами образования двойной связи в синтезе алкенов.

1) Дегидрирование.

Исходным веществом для дегидрирования является этилбензол. Реакция проводится при жестких условиях и требует благородных металлов в качестве катализаторов.

33 2) Дегидратация.

Внутримолекулярная дегидратация идет при температуре выше 140^{\circ} C и с добавлением концентрированной серной кислоты.

34 3) Дегидрогалогенирование / дегалогенирование.

При добавлении щелочного спиртового раствора к арену с одним атомом галогена в боковой цепи происходит образование двойной связи (при наличии как минимум двух атомов углерода в боковом радикале). Таким образом, стирол получается из 1 -фенил-1-хлорэтана. Также стирол образуется при добавлении цинка или магния к 1,1 - или 1,2 дигалогенпроизводным (дегалогенирование).

35