Полная версия

Главная arrow Математика, химия, физика arrow Биоорганическая химия

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Реакционная способность ароматических углеводородов. Реакции электрофильного замещения

Бензол и его гомологи

Ароматические углеводороды — это бензол и его гомологи. Они обладают комплексом специфических физических и химических свойств, называемых ароматическими свойствами и ароматичностью (см. п. 2.3.2). Реакции ароматических углеводородов, которые сопровождаются потерей ароматичности (реакции присоединения и окисления), протекают в жестких условиях. В мягких условиях при температуре 25 °С бензол не окисляется, а его монозамещенные гомологи подвергаются окислению по боковой цепи:

Для бензола и его гомологов характерны реакции электрофильного замещения (5f), не приводящие к нарушению ароматической системы. Механизм 5^-ре- акций можно представить в виде следующей схемы:

Циклическая я-электронная система бензола расположена перпендикулярно к плоскости a-скелета, образует область повышенной электронной плотности над и под плоскостью о-скелета и является нуклеофильным (основным) реакционным центром, который может быть атакован электрофилом — электрофиль-

®

ной частицей (Е). Основные реакции замещения атома водорода в бензольном кольце

Механизм реакции электрофильного замещения (SE) трехстадийный:

  • 1- я стадия — образование я-комплекса;
  • 2- я стадия — образование a-комплекса (аренониевого иона);
  • 3- я стадия — стабилизация a-комплекса за счет выброса протона. Предварительная стадия всех этих реакций — образование электрофильной

частицы из молекулярного реагента.

Галогенирование бензола

Галогенирование бензола — реакция замещения атома водорода в бензольном кольце на атом галогена, протекает в присутствии катализатора — бромида железа (III).

Схема образования электрофильного реагента:

Механизм бромирования (Se)‘

Образовавшийся электрофил вначале атакует всю ароматическую систему, что приводит к образованию короткоживущего нестойкого я-комплекса. Затем электрофил смещает пару электронов из сопряженной системы бензольного кольца к одному из атомов углерода, который переходит в 5р3-гибридизованное состояние, образуется а-комплекс или карбокатион. Это самая медленная стадия реакции, приводящая к потере ароматичности. Образовавшийся а-комплекс является кислотой, однако последующее отщепление протона приводит к возврату двух электронов в сопряжение и восстановлению я-ароматического секстета, а также регенерации катализатора:

Вступающий в бензольное кольцо атом галогена незначительно дезактивирует его, поэтому в этих условиях могут протекать реакции полигалогенирова- ния с образованием ди- и тригалогенопроизводных бензола.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>