Areny

Areny uhlík je v hybridním stavu sp2 větší stabilita delokalizace π elektronů

Důležité areny benzen toluen ethylbenzen ↔ o-xylen m-xylen p-xylen

Důležité areny Naftalen α-methylnaftalen β-methyl naftalen inden bifenyl antracen

Důležité areny fenantren pyren Acenaften styren

Získávání a příprava arenů Zdroje: černouhelná dehet ropa za 2. světové války se např. toluen získával dehydrogenací methylcyklohexanu Pt  -H2

Fyzikální vlastnosti arenů benzen + homology: kapaliny, charakteristického zápachu nepatrně rozpustné ve vodě hustota menší než 1 nižší=rozpouštědla hořlaviny body varu stoupají s M areny s kondenzovanými jádry jsou tuhé se sklonem k sublimaci všechny jsou jedovaté

Chemické vlastnosti arenů Typická reakce= substituce elektrofilní SE mechanismus: E+ E+ -H+ E E    π-komplex σ-komplex E

Halogenace SE chlorace nebo bromace katalyzátor=Lewisova kyselina +  + FeCl4- + H+  HCl + FeCl3 + Cl-  + HCl

Friedel Craftsova alkylace SE 1. Z halogenderivátů katalyzátory=Lewisovy kyseliny AlBr3, AlCl3, FeCl3, SnCl4, ZnCl2 Mechanismus: R-Cl + AlCl3  AlCl4- + R+ + R+  H+ +

Friedel Craftsova alkylace SE 2. Z olefinů katalyzátory – kyseliny + CH3- CH= CH2 + HF  [ CH3-CH-CH3 ] F- +  + HF

Friedel Craftsova alkylace SE 2. Z alkoholů (CH3)3C-OH + HF  H2O + F- + 

Friedel Craftsova alkylace SE nebezpečí přesmyků primární kation se přesmykuje na sekundární + CH3CH2CH2Cl  + +

Würtz-Fittingova alkylace + 2 Na + Br-CH2-CH2-CH2-CH3  +2 NaBr + 2 Na + Br(CH2)3CH3  + 2 NaBr

Friedel-Craftsova acylace SE katalyzátor=Lewisova kyselina A. Z acylhalogenidu + AlCl3  AlCl4- + + 

Friedel-Craftsova acylace SE B. Z anhydridu (RCO)2O + AlCl3  RCO+ + RCOOAlCl3- + RCO+  + AlCl3 + RCOOH

Příklady F-C acylací + (CH3CO)2O  p-methylacetofenon katalyzátor AlCl3 + (CH3CO)2O  p-methylacetofenon

Sulfonace SE oleum - H2SO4 + SO3 SO3 H2SO4 + H2SO4  H3SO4+ + HSO4- činidlo: H2SO4 oleum - H2SO4 + SO3 SO3 H2SO4 + H2SO4  H3SO4+ + HSO4- H3SO4+  H2O + SO3H+ + SO3H  benzensulfonová kyselina

Nitrace SE H2SO4 + HNO3  HSO4- + H2NO3+ H2NO3+  H2O + NO2+ nitrační směs: H2SO4 + HNO3 H2SO4 + HNO3  HSO4- + H2NO3+ H2NO3+  H2O + NO2+ + NO2  + H+

Vliv prvního substituentu na další substituce Substituenty I.třídy: alkylové skupiny, hydroxyskupiny, aminoskupiny,a jejich obměny OR, OCOR, NR2, NHCOR (volné e- páry) +I – efekt – poskytují elektrony +M – efekt poskytují e- do konjugace poloha ortho a para má zvýšený výskyt e-

Vliv prvního substituentu na další substituce Substituenty I.třídy halogeny: -I efekt odčerpávají e- +M efekt velmi silný slabší substituenty I.třídy

Vliv prvního substituentu na další substituce Substituenty II.třídy -M odčerpávají e- z konjugace -I přitahují e- nitroskupina, karbonyl, nitril, karboxyl v poloze ortho a para je e- deficit v poloze meta je zvýšený výskyt e-

Vliv prvního substituentu na další substituce R = -M(CH3)2 -NH2 -NHCOR +M +M +M, -I -OH -OR -OCOR aryl alkyl F,Cl,Br,I +M +M +M, -I

Vliv prvního substituentu na další substituce R= -(CH3)3N+ -NO2 -SO3H -I -I, -M -M, -I -CH=O -COR -COOH -M, -I -M, -I -M, -I -CN -M,-I

Substituční reakce biderivátů benzenu HNO3+H2SO4 

Substituční reakce naftalenu do 2.stupně I.třída II.třída

Zástupci Benzen jedovatý, hořlavý rozpouštědlo výroba fenolu, anilinu Toluen výroba kyseliny benzoové, benzaldehydu, sacharinu, TNT Styren PS Naftalen barviva, léčiva