Aromatické uhľovodíky II Kód ITMS projektu: 26110130519 Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia Aromatické uhľovodíky II Vzdelávacia oblasť:  Človek a príroda Predmet  Organická chémia Ročník, triedy:  3. ročník Tematický celok:  Uhľovodíky Vypracoval:  Mgr. Gabriela Berczeliová Dátum:  jún 2013

Obsah Chemické vlastnosti arénov Elektrofilné substitúcie Mechanizmus SE Nitrácia Sulfonácia Halogenácia Alkylácia (Friedelova – Craftsova) Acylácia (Friedelova – Craftsova) Ovplyvňovanie SE na aromatickom jadre Ďalšie reakcie na aromatickom jadre Reakcie na bočnom reťazci aromatických uhľovodíkov Použité zdroje

Chemické vlastnosti elektrofilné substitúcie - SE vodík na aromatickom kruhu sa nahradí elektrofilnou časticou nitrácia, sulfonácia, halogenácia, alkylácia, acylácia adičné a oxidačné reakcie prebiehajú na benzénovom jadre veľmi ťažko → zaniká aromatický charakter elektrofilné substitúcie - SE

Elektrofilné substitúcie halogenácia nitrácia sulfonácia alkylácia acylácia

Mechanizmus SE vznik E+ π-komplex σ-komplex - najpomalšia časť 1 vznik E+ π-komplex σ-komplex - najpomalšia časť odštiepi sa H+ → obnoví sa aromatický charakter

Nitrácia H sa nahrádza nitroskupinou prebieha pôsobením 4 H sa nahrádza nitroskupinou prebieha pôsobením nitračnej zmesi (HNO3 + H2SO4) elektrofilná častica - nitróniový katión -NO2 5 nitrobenzén

Sulfonácia H sa nahrádza sulfoskupinou -SO3H reakcia prebieha pôsobením koncentrovanej H2SO4 elektrofilná častica - katión +SO3H reakcia je vratná - zahriatím kyseliny benzénsulfónovej so zriedenou H2SO4 → benzén kyselina benzénsulfónová

Halogenácia H sa nahrádza halogénom -X chlorácia, bromácia 11 H sa nahrádza halogénom -X chlorácia, bromácia prebieha pôsobením Cl2 alebo Br2 elektrofilná častica - katión X+ katalyzátor AlX3 alebo FeX3 → heterolýza Cl2, Br2 Napíšte reakčnú schému prípravy chlórbenzénu.

Alkylácia H sa nahrádza alkylom -R prebieha pôsobením alkylhalogenidov 10 H sa nahrádza alkylom -R prebieha pôsobením alkylhalogenidov elektrofilná častica - karbkatión R+ katalyzátor AlCl3, FeCl3 Napíšte reakčnú schému prípravy etylbenzénu.

Acylácia H sa nahrádza skupinou -COR prebieha pôsobením 13 H sa nahrádza skupinou -COR prebieha pôsobením acylhalogenidov elektrofilná častica - acylový katión RC+O katalyzátor AlX3, FeX3 Napíšte reakčnú schému prípravy acetylbenzénu.

Ovplyvňovanie SE na aromatickom jadre substituenty s +I alebo +M-efektom zvyšujú elektrónovú hustotu na benzénovom jadre → aktivačný účinok orientácia do polohy o- alebo p- -X (+M, -I) - dezaktivačný účinok substituenty s -I alebo -M-efektom znižujú elektrónovú hustotu → dezaktivačný účinok orientácia do polohy m- -NH2, -OH, -SH, -OR, -R -COOH, -COOR, -COR, -SO3H, -CN, -NO2

Orientácia na benzénovom jadre nitrácia toluénu → nitrácia nitrobenzénu 2-nitrotoluén a 4-nitrotoluén 60 % 37 % Navrhnite spôsob prípravy o-, m- a p-brómnitrobenzénu. 1,3-dinitrobenzén 93 %

Ďalšie reakcie na aromatickom jadre adície - prebiehajú len v prítomnosti katalyzátora, pri zvýšenej teplote alebo pôsobením UV hydrogenácia benzénu oxidácia benzén je voči oxidovadlám pomerne stály oxidácia sa môže uskutočniť kyslíkom pri vyššej teplote, za prítomnosti V2O5 → anhydrid kyseliny maleínovej ? Čo vzniká oxidáciou naftalénu ?

Reakcie na bočnom reťazci arénov na bočnom reťazci prebiehajú reakcie typické pre uhlíky tohto reťazca oxidácie oxidácia kuménu → výroba fenolu a acetónu kat.

Použité zdroje Zahradník, P., Lisá, V.: Organická chémia I. Bratislava: Vydavateľstvo SPN, 2006. Benešová, M., Satrapová, H.: Zmaturuj z chémie. Bratislava: Pedagogické vydavateľstvo Didaktis, 2004. http://www.fns.uniba.sk/fileadmin/user_upload/editors/chem/kor/organika/Org-8_Aromatika.pdf http://lms.planetavedomosti.sk/ Kurz ´Chémia SŠ – učiteľ ´: XVII. Aromatické zlúčeniny 77. Elektrofilná substitúcia (s. 1, 4, 5, 10, 11, 13) http://www.youtube.com/watch?v=ipo5-Ob4AfI http://www.youtube.com/watch?v=uR1ISKPMubs http://www.youtube.com/watch?v=HKbXBvURprc http://szerves.chem.elte.hu/oktatas/ea/SzaboD/Aromas.pdf http://moodle2.voskop.eu/download/teu/U06_Organicka_chemie.pdf