Основы органической химии для студентов нехимических специальностей - Тейлор Г.
ISBN 5-03-000281-2
Скачать (прямая ссылка):
X Н X н
XVIII XXVII XXIV XXVIII '
В табл. 3.3 приведены наиболее широко распространенные заместители, классифицированные по трем типам, описанным выше.
58
Глава $
3.6. Алкилбензолы
Алкилбензолы могут быть синтезированы по реакции Фриде-ля — Крафтса (разд. 3.5.2). Это жидкости или твердые вещества, получаемые в промышленности либо из каменного угля, либо различными способами из нефти. По физическим свойствам алкилбензолы сходны с бензолом. Некоторые простейшие алкилбензолы более известны под тривиальными названиями,, например:
гн_ гы
СН3
1,3-диметилбензол 1,4-диметил бензол (л(-ксилол) (л-ксилол)
3.6.1. Реакции алкилбензолов
1. При окислении алкилбензолов обычно затрагиваются боковые цепи. Сильные окислители превращают алкилбензолы в соответствующие ароматические карбоновые кислоты:
сна—СН;—сн,—/Q; —S? ноос—
2. Каталитическое восстановление алкилбензолов дает соответствующие циклогексановые производные:
н н
н н
3. Галогенирование алкилбензолов может идти либо по боковой цепи, либо по бензольному кольцу. Под действием света протекает радикальное галогенирование боковой цепи (разд. 3.1.3), в присутствии катализатора преобладает электро-
Углеводороды
59
фильное замещение бензольного кольца:
СН,С1 СНС12 СС18
С!* ril ri1 ril
свет и и и
бензил- бензаль- бензотри-
хлорид хлорид хлорид
сн8 сн8
Cl* +FeCl3 А- С1
и
о-хлоротолуол и-хлоротолуол
4. Электрофильное замещение бензольного кольца алкил-бензолов приводит к образованию преимущественно орто- и /шра-замещенных продуктов:
Задачи
1. Изобразите структурные формулы всех изомерных соединений, имеющих формулу С7Н,6. В каждом случае дайте систематическое название.
2. Изобразите структурные формулы для всех монохлоропроизводных 2-ме-тилбутана. По какому механизму происходит образование этих соединений из 2-метилбутана и хлора на солнечном свету?
3. Изобразите структурные формулы всех алкенов С7Н14, которые при каталитическом гидрировании могут образовать 3-метилгексан. Какой из этих алкенов при реакции с озоном может дать метаналь (формальдегид) НСНО?
4. Как можно показать химическими методами, что два алкена представляют собой цис- и транс-изомеры?
60
Глава Э
5. Какой продукт образуется при взаимодействии бут-1 -ена и монохлорида иода (1С1)?
6. Осуществите наиболее рациональным способом синтез НОСНзСН2С1 из этилена, хлора и воды по механизму, исключающему предварительное образование хлорноватистой кислоты (НОС1).
7. Установлено, что при медленном прибавлении к суспензии гекс-1-ена в водном растворе хлорида натрия образуются следующие продукты: СНз(СН2) зСНВгСНаВг. СН3(СН2)3СНС1СН2Вг и СН3(СН2)3СНОНСН2Вг. Изобразите схему механизма реакции. Почему не происходит образование следующих веществ: СН3(СН2)3СНОНСН2С1 и СН3(СН2)3СНВгСН2С1?
8. Предложите схему получения бутан-2-она исходя из ацетилена?
9. Сколько может существовать мононитропроизводных 1 -гидрокси-3-метил-бензола? Какое из этих соединений будет образовываться с наименьшим выходом при нитровании 1-гидрокси-З-метилбензола?
10. Пропен и бензол реагируют друг с другом в присутствии фосфорной кислоты с образованием 2-фенилпропана. Каков механизм этой реакции и почему не образуется 1-фенилпропаи?
4
Простые органические галогенопроизводные
4.1. Алкилгалогениды
Алкилгалогениды представляют собой производные алкеновг в которых один из атомов водорода замещен на галоген. Называть эти соединения можно двумя способами: либо комбинируя название алкильного радикала с названием аниона галогена (несмотря на то, что соединение является, несомненно, ковалентным), например этилбромид, либо более систематическим методом, обозначая цифрой положение галогена в родоначальном алкане, например 2-иодобутан. Второй способ — единственно возможный для галогенопроизводных высших алканов, где надо различать несколько изомерных соединений.
СНз—СНа—СНг—СНа—СН2С1 СН3—СН2—CHj—СНС1—СНа
1 -хлоропентан 2-хлоропентан
(1-пентилхлорид) (2-пентилхлорид)
СНа
СНз—СН2—СН2—СНВг—СН—СН3 З-бромо-2-метилгексан
4.1.1. Получение алкилгалогенидов
1. Прямое галогенирование алканов (разд. 3.1.3) плохо подходит для получения алкилгалогенидов, так как обычно при этой реакции образуется сложная смесь продуктов.
2. Гидрогалогенирование олефинов приводит к образованию алкилгалогенидов (разд. 3.3.3):
СН3СН2СН=СН2+Н1 —> СН3СН2СН1—СНз
3. Спирты реагируют с галогеноводородами, давая алкилгалогениды:
R—ОН+НВг —> R—Вг+Н20
Эта реакция протекает в две стадии. Первоначальное протонирование гидроксильной группы под действием галогеноводо-рода приводит к образованию иона оксония. На второй стадии ион оксония подвергается нуклеофильной атаке анионом гало-
