Курс органической химии - Каррер П.
Скачать (прямая ссылка):
производные
1. Однозамещснные ствуют лишь в одной форме:
бензола суще-
X
I
2. Д в у з а м е щ е н н ы е производные бензола существуют в виде трех изомеров, называемых орто-, мета- и пара-производными (сокращенное обозначение о-, м- и и-):
І I
X
I
X
І I
орто-спединенпе (1.2)
МЄТ'1-СОЄДИНЄНИЄ
(1.3)
пара-соеишепие (1,4)
Для установления взаимного расположения заместителей могут применяться разнообразные методы, различные для каждого отдельного случая. Многие из них будут описаны в последующих главах. Один из надежных методов заключается в том, что в двузамещенное производное (с двумя одинаковыми заместителями) вводят третью замещающую группу. При этом из орто-соединения могут получиться два изомера, из мета-соединения — три изомера, в то время как из пара-соединения образуется только одно тризамещенное производное (Кер-я«р): х х х
орто-соединспие
/ N
X X
мета-соединение
А/'
474
Гл. 22. Введение. Строение бензола
3. Т р н з а м с щ о п и ы е производные бензола с одинаковыми заместителями существуют в виде трех изомеров, называемых рядовыми, или в и ц и н а л ь и ы м и (и), асимметриче-с к и м п (а) н с и м м т р и ч с с к и м и (б-). В случае различных заместителей число изомеров возрастает;
X
СУ
X
I
I I
вицпнальная форма (1, 2, З-замещениое)
X
асимметрическая Оюрма (1, 2, '1-замещеннос)
симметрическая форма (1, 3, 5-замешенное)
4. Ч е т ы р е х з а м е щ е н и ы е производные заместителями тоже существуют в трех формах:
X
I
одинаковыми
I I
1, 2, 3, 4-замещенное 1,2, з, 5-замешеиное
1, 2, 4, 5-замешенное
5. Пяти- и шестизамещенные производные бензола с одинаковыми заместителями теоретически могут существовать только в одной форме; и действительно, для них пп разу не было получено изомеров:
X X
I x X '
Раздел первый
УГЛЕВОДОРОДЫ И СОЕДИНЕНИЯ С ОДНОАТОМНЫМИ ФУНКЦИЯМИ
ГЛАВА 23
АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ Бензол
Бензол, являющийся основным соединением ароматического ряда, открыт Фарадеем в 1825 г. в жидкости, полученной при сжижении светильного газа. В значительных количествах бензол содержится в каменноугольной смоле, в которой он был впервые обнаружен Гофманом (1845 г.) и нз которой его теперь получают в промышленном масштабе.
При сухой перегонке каменного угля при 1100—1200° наряду со светильным газом получается водная жидкость, аммиачная вода, п вязкий дистиллат, каменноугольная смола. В ретортах остается кокс, используемый для восстановления окислов металлов и в качестве топлива.
В сыром светильном газе содержатся водород, метан, азот, окись углерода, двуокись углерода, дициан, синильная кислота, насыщенные углеводороды (преимущественно этан), этилен, ацетилен, бензол, нафталин, сероводород, аммиак и др. В основном светильный газ состоит из водорода и метана.
Аммиачная вода содержит большое количество аммиака, а также простые и циклические амины, пиридин, сероводород, роданистые соединения и другие вещества; она служит источником для получения аммиака.
В каменноугольной смоле присутствует свыше ста различных соединений, большей частью ароматического характера. Эта смола является основным источником ароматических соединений и служит исходным сырьем для анилннокрасочиой и многих других отраслей химической промышленности.
Переработка смолы начинается с фракционной перегонки. Во избежание крайне нежелательного вспенивания смолу необходимо перед перегонкой по возможности полностью отделить от аммиачной воды. При перегонке в большинстве случаев собирают четыре фракции:
1. Легкое масло, перегоняющееся при температуре до 170°,
2. Среднее масло, т. кип. 170—230°.^
3. Тяжелое масло, т. кип. 230—270°.
4. Антраценовое масло, состоящее из компонентов, кипящих приблизительно до 340°; его часто перегоняют в вакууме.
476
Гл. 23. Ароматические углеводороды
Остаток в реторте представляет собой вязкий пек, применяемый для асфальтирования дорог, изготовления брикетов и производства лаков.
Легкое масло состоит преимущественно из бензола и его гомологов (примерно 60—65%). Для их выделения жидкость подвергают тщательной фракционной перегонке. Полученные дистиллаты промывают сначала концентрированной серной кислотой для удаления ненасыщенных, легко осмоляющихся углеводородов (гексен, циклопеита-диен и т. д.) и оснований, а затем щелочью для отделения увлеченных с парами кислых компонентов, особенно фенолов. После этого каждый погон тщательно фракционируют повторно и получают бензол и толуол (метилбензол) высокой чистоты. Изомерные ксилолы обычно не разделяют; часто их вообще не выделяют, а используют в смеси с более высококипящими компонентами в качестве растворителя, известного под названием сольвент-н афт а.
Среднее масло содержит главным образом нафталин и фенолы; кроме того, в нем имеется незначительное количество компонентов легкого масла (бензола и его гомологов) и тяжелого масла. Среднее масло также сначала подвергают фракционной перегонке для обогащения первых погонов бензольными углеводородами и фенолом. При охлаждении из различных погоиоз выпадает значительное количество кристаллического нафталина. Его отделяют, очищают перегонкой или перекристаллизацией и получают чистый нафталин. Растворимые в щелочи фенолы экстрагируют раствором едкого натра и затем осаждают из раствора кислотой.
