А. Кумольный метод получения фенола и ацетона

При окислении изопропилбензола (кумола) кислородом воздуха в присутствии солей никеля или кобальта образуется гидропероксид кумола

(31)

кумол гидропероксид кумола

 

При обработке гидропероксида кумола рабавленной серной кислотой он разлагается на фенол и ацетон.

(32)

фенол ацетон

Реакции электрофильного замещения толуола

А. Нитрование

Толуол нитруется гораздо легче, чем бензол, при этом последовательно образуются моно-, ди- и тринитротолуолы:

(33)

о -нитротолуол п -нитротолуол

 

При присоединении нитроил катиона в о - или в п -положение к метильной группе возникает устойчивый s-комплекс, в то время как в м -положение – не очень устойчивый:

устойчивый

неустойчивый

 

Нитроарены широко используются в качестве промежуточных продуктов в синтезе других классов соединений. Используя реакции нитрования и окисления в различной последовательности можно получить о-, м- и п- нитробензойные кислоты.

Нитрованием толуола с последующим окислением метильной группы можно получать о- и п- нитробензойные кислоты.

 

(34)

(35)

 

Карбоксильная группа, как и нитрогруппа, является ориентантом второго рода, т.е. затрудняет реакцию электрофильного замещения и ориентирует заместитель в м -положение.

 

(36)

м -нитробензойная кислота

 

Нитрованием толуола получают тринитротолуол (ТНТ):

 

(37)

2,4,6-тринитротолуол

 

Используя тот факт, что при нагревании тринитробензойной кислоты она легко декарбоксилируется, можно предложить следующую схему получения тринитробензола из толуола:

(38)

2,4,6-тринитротолуол 2,4,6-тринитробензойная к-та 1,3,5-тринитробензол

 

Упр. 1. Напишите реакции получения из толуола (а) о -нитробензойной кислоты, (б) м -нитробензойной кислоты, (в) п -нитробензойной кислоты, (г) тринитробензойной кислоты и (д) тринитробензола. (е) Опишите механизм нитрования бензойной кислоты.

 

Б. Сульфирование

 

Сульфирование толуола приводит к образованию о- и п- толуолсульфокислот.

(39)

 

Сульфокислоты являются сильными кислотами, они растворимы в органических растворителях. п -Толуолсульфокислота часто используется в качестве катализатора вместо серной кислоты.

Действием на п -толуолсульфокислоту пентахлорида фосфора получают тозилхлорид (Ts-Cl):

 

(40)

п -толуолсульфокислота п -тозилхлорид Ts-Cl

 

В. Галогенирование

 

Разная последовательность проведения реакций галогенирования толуола на свету или в присутствие катализатора приводит к образованию различных продуктов.

 

Упр. 2. Напишите реакции получения из толуола (а) 1-бром-2-(трихлорметил)бензола, (б) 1-бром-3-(трихлорметил)бензола, и (в) 1-бром-4-(трихлорметил)бензола.

Ответ

(41)

(42)

1-бром-3-(трихлорметил)бензол