aromatické uhlovodíky

Prezentace na téma: "aromatické uhlovodíky"— Transkript prezentace:

1 aromatické uhlovodíky
ARENY= aromatické uhlovodíky 1

2 Zvláštní uspořádání molekul: planární (rovinné) cyklické
s konjugovanými dvojnými vazbami Vzorec benzenu navrhl v 19. st. …………………… F. A. Kekulé 2

3 Podmínky aromaticity: 1) molekula je ……………… a atomy cyklu leží……………………
2) existují alespoň dvě tzv……………………….. = struktury, které lze odvodit myšleným posunem π-elektronů po obvodu cyklu cyklická v jedné rovině rezonanční struktury 3

4 3) počet π -elektronů musí
vyhovovat …… , tj. jejich počet je 4n+2, kde n je 0 nebo celé kladné číslo Hűckelovu pravidlu

5 π -elektrony jsou delokalizované – tj. …………………………………………
hybridizace sp2 π -elektrony jsou delokalizované – tj. ………………………………………… nestřídají se jednoduché a dvojné vazby, všechny jsou , delokalizace způsobuje vyšší………………………, energie je snížena oproti o tzv. delokalizační energii rozprostřeny rovnoměrně po celé struktuře rovnocenné stejně dlouhé „jedenapůlté“ vazby stálost sloučenin 5

6 AROMATICKÝ CHARAKTER 2e 2e 4 = 4n+2 4-2 = 4n 2/4=n n není celé číslo
n je celé číslo 6 = 4n+2 6-2 = 4n 4/4 =n n je celé číslo 6

7 Dle počtu benzenových jader: 1) Monocyklické ………………..
2) Polycyklické……………... (jedno jádro) Benzen (více jader) A) Kondenzovaná jádra přímo u sebe B) Izolovaná jádra oddělená vazbou bifenyl naftalen

8 Názvosloví arenů benzen kumen toluen prop-2-ylbenzen isopropylbenzen
methylbenzen styren vinylbenzen ethenylbenzen 8

9 Názvosloví arenů ortho ortho meta meta para 1,2- dimethylbenzen
o - xylen m - xylen p - xylen 9

10 Názvosloví arenů 1 2 3 4 5 6 7 8 naftalen anthracen
naftacen (tetracen) fenanthren 10

11 Názvosloví arenů: uhlovodíkové zbytky (vznikly odtrhnutím jednoho vodíku)
fenyl (od benzenu) benzyl (od toluenu) 11

12 Vlastnosti arenů charakteristická vůně = aroma monocyklické: …………….
polycyklické: … s rostoucí Mr ……….... T varu některé …………………………. odlišné vlastnosti od nenasycených uhlovodíků - …………………………… kapalné i pevné látky pevné l. nerozpustné ve vodě roste karcinogenní ne adice, ale substituce 12

13 Zdroje arenů: Černouhelný dehet ……………………… ……...
zpracovávají se frakční destilací na několik frakcí Černouhelný dehet Ropa 13

14 Reakce monocyklických arenů
elektrofilní substituce - SE 1. fáze – ………………………………… 2. fáze - vytvoření kovalentní vazby – ………………………………………………………… 3. fáze – ………………………………………………………… tímto mechanismem probíhá: , , , rychlá, reakce s elekrofilním činidlem, vzniká -komplex pomalá, určuje rychlost celé reakce, vzniká -komplex báze odtrhne H a obnoví se aromatický charakter halogenace nitrace sulfonace alkylace 14

15 -komplex -komplex

16 Chlorace (Katalyzováno: halogenidy železitými, hlinitými)
Halogenace Chlorace (Katalyzováno: halogenidy železitými, hlinitými) Bromace chlorbenzen brombenzen 16

17 AlCl3 + HCl Cl+ Cl+

18 Nitrace směsí kyseliny dusičné a sírové NO2+ (nitroniový kation)
Pozn. Silnější kyselina sírová vnutí proton kyselině dusičné, tato nestabilní molekula odštěpí vodu a zůstane NO2+ směsí kyseliny dusičné a sírové NO2+ (nitroniový kation) nitrobenzen 18

19 Sulfonace kyselina benzensulfonová
Zavádí se skupina ………………., elektrofil - SO3 působením kyseliny sírové nebo olea -SO3H kyselina benzensulfonová 19

20 Alkylace – připojení alkylu
katalyzátor - halogenidy kovů reakce arenů s alkylhalogenidy toluen 20

21 Vliv substituentů umístěných na benzenovém jádře
Substituenty 1. třídy řídí další substituci do poloh ……………….... -NH2, -OH, -OR, alkyly, halogeny celkově …………………… systému pro další substituci mají ………………………….., zvyšují el. hustotu v polohách ………… ortho a para zvyšují reaktivitu volný elektronový pár E+ o- a p- 21

22 Vliv substituentů umístěných na benzenovém jádře
Substituenty 2. třídy řídí další substituci do polohy ……… -NO2, -SO3H,-CHO, -COOH, -CN celkově však ………… reaktivitu systému pro substituci meta snižují E+ 22

23 radikálová adice - AR probíhá ……………………….
(zvýšená teplota a tlak, katalyzátor) dojde ke ………………………………………….. za extrémních podmínek zrušení aromatického charakteru HYDROGENACE CHLORACE katalyzátor Raneyův nikl s UV benzen cyklohexan benzen 1,2,3,4,5,6-hexa- chlorcyklohexan 23

24 Oxidace aromatického jádra (obtížněji) nebo bočního řetězce (probíhá přednostně, snadněji) anhydrid kyseliny maleinové benzochinon kyselina benzoová 24

25 Reakce monocyklických arenů S BOČNÍM ŘETĚZCEM
1) BROMACE toluen benzyl-bromid 2) OXIDACE Katalyzátor: KMnO4 toluen kyselina benzoová 25

26 Reakce polycyklických arenů NAFTALEN
Elektrofilní substituce  ………………………….. přednostně v poloze ………(1, 4, 5, 8) snadněji než u benzenu bromace bez AlBr3 , nitrace zředěnou HNO3         26

27 Reakce polycyklických arenů NAFTALEN
Radikálová adice hydrogenace, katalyzátor Pt tetralin dekalin 27

28 Významné areny Benzen: bezbarvá ….. ........ ve vodě ……………...
se vzduchem tvoří ……………… rozpouštědlo ……………. pro výrobu: …………………………………. přidání do benzínu ke zlepšení ………………… kapalina nerozpustná výbušnou směs karcinogen léčiv, barviv, plastů, syntetické pryže oktanového čísla 28

29 Toluen: výroba z ………….. petroleje příprava …………………… rozpouštědlo
......……jedovatý než benzen účinky pro výrobu ……………………… petroleje methylací benzenu méně omamné TNT = trinitrotoluenu 29

30 ……… krystalky šupinkovité barvy ……………
Naftalen: ……… krystalky šupinkovité barvy …………… odpuzuje živočichy = dříve proti ………… pro výrobu ……… bílé sublimuje molům barviv 30

31 vícecyklické areny všechny prokázané ……………… v uhelném dehtu,
Benzo-a-pyren: vícecyklické areny všechny prokázané ……………… v uhelném dehtu, výfukových plynech cigaretovém kouři grilovaných potravinách karcinogeny 31