Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 ARENY= aromatické uhlovodíky. 2 ARENY Zvláštní postavení: planární cyklické systémy s konjugovanými dvojnými vazbami Vzorec Benzenu – navrhl 19. st.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 ARENY= aromatické uhlovodíky. 2 ARENY Zvláštní postavení: planární cyklické systémy s konjugovanými dvojnými vazbami Vzorec Benzenu – navrhl 19. st."— Transkript prezentace:

1 1 ARENY= aromatické uhlovodíky

2 2 ARENY Zvláštní postavení: planární cyklické systémy s konjugovanými dvojnými vazbami Vzorec Benzenu – navrhl 19. st F.A. Kekulé Dle počtu benzenových jader: 1) Monocyklické (1 jádro) 2) Polycyklické (více jader)

3 3 1) Monocyklické areny Jen jedno jádro Benzen… 1

4 4 2) Polycyklické areny A) Kondenzovaná jádra - přímo na sebe naftalen B) Izolovaná jádra - odděleno vazbou bifenyl ´ 1 3´ 4´ 2´ 5´ 6´

5 5 Názvosloví arenů (MONOCYKLICKÉ) Z triviálních názvů zahrnut do systematického Číslování ve směru hodinových ručiček benzen kumen toluen styren CH 3 3 HC-CH -CH 3 CH =CH

6 6 Z triviálních názvů 1,2- dimethylbenzen CH 3 1,3- dimethylbenzen CH 3 1,4- dimethylbenzen o - xylenm - xylen p - xylen Názvosloví arenů (MONOCYKLICKÉ)

7 7 Názvosloví arenů (polycyklické) naftalen anthracen fenanthren Naftacen tetracen

8 8 Názvosloví arenů: uhl. zbytky (vznikly odtrhnutím jednoho vodíku) fenyl (od benzenu)benzyl (od toluenu)

9 9 Vlastnosti arenů = charakteristická vůně = aroma monocyklické: (l) i (s) se zvyš. Mr roste T varu polycyklické: (s) (nerozp. ve vodě) některé karcinogenní cykly s 4n+2, kde n = 1, 2, 3,…

10 10 Vlastnosti arenů = charakteristická vůně = aroma počet  -elektronů ve sloučenině musí být roven číslu 4n+2, tedy matematicky P= 4n+2, kde P je počet  -elektronů a n je libovolné celé nezáporné číslo. Hückelovo pravidlo: Celkový počet  -elektronů (včetně volných elektronových párů), účastnících se myšleného posunu, musí být roven 4n+2 (n je celé kladné číslo nebo nula)

11 11 Podmínky aromaticity: 1) molekula je cyklická a atomy cyklu leží v jedné rovině 2) existují alespoň dvě tzv. rezonanční struktury, to jsou struktury, které lze odvodit myšleným posunem π-elektronů po obvodu cyklu 3) počet π-elektronů musí vyhovovat Hűckelovu pravidlu, tj. jejich počet je 4n+2, kde n je 0 nebo celé kladné číslo

12 12 AROMATICKÝ CHARAKTER Aromatický charakter lze očekávat u cyklických či polycyklických molekul, v nichž je umožněna konjugace alternující násobných  vazeb. (popřípadě obsazených nebo neobsazených p-orbitalů kolmých na rovinu kruhu, rovnoběžných s p-orbitaly podílejícími se na tvorbě pí vazeb). Počet elektronů v aromatických systémech je 4n+2, kde n je přirozené číslo.

13 13 AROMATICKÝ CHARAKTER 4=4n = 4n 2/4=n n není celé číslo 2e 14=4n = 4n 12/4 =n n je celé číslo 6=4n = 4n 4/4 =n n je celé číslo

14 14 AROMATICKÝ CHARAKTER ano ne

15 15 Vlastnosti - Benzen: planární molekula, hybridizace sp 2

16 16 planární molekula, hybridizace sp 2  -elektrony jsou delokalizované – tj. rozprostřeny rovnoměrně po celé struktuře – nestřídají se – a = vazby Všechny vazby jádra jsou stejně dlouhé Delokalizace způsobuje vyšší stálost sloučenin, energie snížena o tzv. delokalizační energii (nižší E, tím stabilnější) Vlastnosti - Benzen:

17 17 Překryv orbitalů = dva kruhové oblaky : Nad a pod jsou delokalizované (= rozprostřené)  elektrony Vlastnosti - Benzen:

18 18 Odlišné vlastnosti od nenasycených C = nepodléhají adicím ale substitucím Vzorec nevystihuje vlastnosti benzenu Vlastnosti - Benzen:

19 19 Zdroje arenů: Černouhelný dehet – ten se zpracovává rektifikací na několik frakcí Ropa – (z ní) aromatizace ropy (cyklizací) Zisk frakční destilací

20 20 Reakce monocyklických arenů 1) elektrofilní substituce 1. Fáze – rychlá s Elek.činidlem  komplex 2. Fáze vytvoření kovalentní vazby – určuje rychlost celé reakce  komplex

21 21 Reakce monocyklických arenů 1) elektrofilní substituce 3. Fáze – báze odtrhne H a obnova aromatického charakteru

22 22 Reakce monocyklických arenů 1) elektrofilní substituce a) Halogenace b) Nitrace c) Sulfonace d) Alkylace

23 23 Reakce monocyklických arenů 1) elektrofilní substituce a) Halogenace 1)Chlorace ( Katalyzováno: halogenidy železitými, hlinitými) C 6 H 6 + Cl 2 C 6 H 5 Cl + HCl 2) Bromace (Katalyzováno: halogenidy železitými, hlinitými)

24 24 b) Nitrace Směs kyseliny dusičné a sírové silnější kyselina sírová vnutí proton kyselině dusičné, tato nestabilní molekula odštěpí vodu a zbude NO 2 + Sírová = protonace kys. dusičné, štěpí se na vodu a nitrylový kation = NO 2 + (nitroniový) H 2 SO 4 + HNO 3 → HSO H 2 NO 3 + → HSO 4 - +H 2 O + NO 2 + Reakce monocyklických arenů 1) elektrofilní substituce

25 25 c) sulfonace Zavádí se skupina SO 3 H, elektrofilem SO 3 Použití kys. sírové nebo oleum C 6 H 6 + H 2 SO 4 C 6 H 5 SO 3 H + H 2 O Reakce monocyklických arenů 1) elektrofilní substituce

26 26 d) Alkylace = reakce areny s acylhalogenidy Použití: alkylhalogenidy Katalyzátor: halogenidy kovů Reakce monocyklických arenů 1) elektrofilní substituce

27 27 Vliv substituentů umístěných na benzenovém jádře 1.Třída do polohy ortho a para +M (i +I) NH 2, OH, OR, alkyl, halogen, zvyšují elek.hustotu na arom. jádře a celkově zvyšují reaktivitu systému pro další S E Mají volný elektronový pár, zvýšení el. hustoty v poloze o- a p-

28 28 Vliv substituentů umístěných na benzenovém jádře 2. Třída do polohy meta -M (i –I) NO 2, SO 3 H, CHO, COOH, CN celkově však snižují reaktivitu systému pro S E

29 29 za extrem. podmínek (zvýšená teplota a tlak, katalyzátor), zrušení aromat. charakteru a) HYDROGENACE kat. Raneyův nikl Reakce monocyklických arenů 2) Adice radikálová Benzencyklohexan

30 30 b) CHLORACE s UV Reakce monocyklických arenů 2) Adice radikálová Benzen1,2,3,4,5,6-hexachlorcyklohexan

31 31 REAKCE MONOCYKL. ARENŮ S BOČNÍM ŘETĚZCEM 1) BROMACE Z toluenu je benzyl-bromid

32 32 2) OXIDACE Z toluenu je kys. benzoová Kat. KMnO 4 CH 3 REAKCE MONOCYKL. ARENŮ S BOČNÍM ŘETĚZCEM

33 33 Oxidace: Aromatického jádra samostatně se oxiduje obtížně Z benzenu je anhydrid kyseliny maleinové Kat. O 2, V 2 O 5 REAKCE MONOCYKL. ARENŮ (ARENY HOŘÍ)

34 34 Reakce naftalenu Přednostně a) Substituce E v poloze  (1,4,5,8) 1) Bromace: bez AlBr 3 2) Sulfonace A) do polohy  = rychle, vratně B) do polohy  = pomalu, nevratně

35 35 Reakce naftalenu b) Adice R c) hydrogenace Vznik dekalinu Kat. Pt

36 36 Významné areny Benzen: - bezbarvá (l) se vzduchem výbušná směs - nerozpustný ve vodě - sám rozpouštědlem - karcinogenní

37 37 Významné areny Benzen: - pro výrobu: - Výchozí látka pro výrobu - Přidání do benzínu k zlepšení oktanového čísla polymerů a syntetické pryže léčiv, barviv, plast. hmot

38 38 Významné areny Toluen: - sám rozpouštědlem - průmyslově se vyrábí z petroleje - laboratorně methylací benzenu - méně jed. než benzen (omamné účinky) k výrobě TNT

39 39 Významné areny Naftalen: - bílé krystalky šupinkovité, zápach - sublimuje - odpuzuje živočichy = proti molům (dříve) pro výrobu barviv

40 40 Významné areny Vícecyklické areny = prokázané karcinogeny Př ) Benzo(a) pyren (ovlivňuje metabolismus)

41 41 Významné areny Vícecyklické areny = prokázané karcinogeny Př ) Benzo(a) pyren

42 42


Stáhnout ppt "1 ARENY= aromatické uhlovodíky. 2 ARENY Zvláštní postavení: planární cyklické systémy s konjugovanými dvojnými vazbami Vzorec Benzenu – navrhl 19. st."

Podobné prezentace


Reklamy Google