Многоядерные ароматические соединения.

ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Краткая характеристика

Многоядерные ароматические соединения разделяются на 2 вида: а) с конденсированными бензольными ядрами (два или несколько ядер имеют общие атомы углерода); б) с неконденсированными бензольными ядрами.

Среди многоядерных ароматических соединений второго типа наибольшее значение имеют следующие:

дифенил (бифенил)

 

(п-)

(п’-)

дифенилметан

(м-)

(м’-)

трифенилметан

(о'-)

(о-)

 

 

Дифенилметан используется широко в технике, а его диамин – бензидин – для получения прямых красителей. Последний получают с помощью так называемой «бензидиновой перегруппировки»:

гидразобензол

бензидин

 

 

Производные дифенилметана используют в парфюмерии, а также для получения красителей (через промежуточное вещество – кетон Михлера). Соединение группы трифенилметана применяются для изготовления самых различных красителей. Наиболее простыми представителями ароматических соединений с конденсированными ядрами являются нафталин и антрацен:

 

α

антрацен

b

b

b

b

α

α

α

α

α

α

α

b

b

b

b

α

нафталин

 

Нафталин и его производные проявляют ароматические свойства. Более характерны реакции замещения, чем присоединения. Наиболее легко замещаются атомы водорода в

a-положении.

Для антрацена характерна большая непредельность, чем для нафталина (и, естественно, бензола). Поэтому достаточно легко происходит присоединение в положение 9 и 10.

При окислении антрацен переходит в антрахинон, который используется для синтеза различных красителей.

В природе чрезвычайно распространены гетероциклические соединения – т.е. вещества в состав которых кроме атомов углерода входит какой-либо другой, гетероатом (наиболее часто это кислород, азот и сера).

К простейшим гетероциклическим соединениям относят следующие:

фуран пиррол тиофен

Гетероциклы имеют ароматический характер. Однако наличие гетероатомов вносит ряд специфических свойств.

Пример решения типовых задач

Задача 1: Что образуется в качестве конечного продукта в результате следующих превращений:

Решение: При пропускании паров бензола с ацетиленом через раскаленные трубки образуется нафталин:

Продукт сульфирования нафталина зависит от условий проведения реакции. При 160 ^oС образуется преимущественно b-сульфокислота, которая через ряд стадий (включая щелочной плав) переводится в b-нафтол. Последний вводится в реакцию азосочетания, что приводит к образованию азокрасителя паракрасного:

 

(водн.)

(спл.)

паракрасный

 

Задача 2: Каким образом из фурана можно получить

b-хлорпиридин?

Решение: Фуран относится к пятичленным гетероциклам, который можно достаточно легко перевести в пиррол:

Для получения галогенпроизводного пиридина из пиррола необходимо провести реакцию расширения цикла. Для этого проведем вначале замещение водорода при атоме азота на металл:

пиррол-калий

При обработке пирролкалия хлороформом образуется

b-хлорпиридин:

 

 

9.3. Задания для самостоятельной работы

9.3.1.Назовите соединения:

 

а) б)

 

 

в) г)

 

 

9.3.2. Назовите соединения:

а) б) в)

 

г) д)

 

9.3.3. Приведите структурные формулы соединений: а) 2-сульфонафталина; б) 7-хлорантрацена; в) a-нафтола; г) дифенилметана; д) трифенилметана.

9.3.4. Заполните схемы превращений:

а) б)

в)

9.3.5. Каким образом из бензола можно получить бензидин?

9.3.6. Какие продукты образуются при гидрировании нафталина а) 5 молекулами H₂; б) 2 молекулами H₂?

9.3.7. Как протекают реакции электрофильного замещения у нафталина если в одном из колец имеется заместитель первого рода?

9.3.8. Какие продукты образуются при: а) хлорировании; б) окислении; в) взаимодействии с металлическим натрием трифенилметана?

9.3.9. Каким образом из 4,4’–бис(диметиламино)-трифенилметана получить краситель малахитовый зеленый? Что образуется при: а) окислении; б) взаимодействии со щелочью этого красителя?

9.3.10. К какой группе красителей относятся ализарин? Какова его формула? В чем заключается технология протравного крашения?

9.3.11. Исходя из бензола, получите соединение следующего строения:

 

К какой группе красителей он относится?

9.3.12. Напишите формулы возможных изомерных метилантраценов (три изомера), 1,2-диоксиантрахинона и 1,3-диоксиантрахинона. Какое из диоксипроизводных соединений является ализарином? Укажите области его применения.

9.3.13. Исходя из нафталина, получите a-нафтол, пользуясь сокращенной схемой: нафталин → a-сульфонафталин → a-нафтол. Напишите для каждого превращения все уравнения реакции.

9.3.14. Напишите формулы следующих соединений: а) индол; б) пиридин; в) фуран; г) a-бромфуран; д) тетрагидрофуран; е) фурфурол.

9.3.15. Напишите формулы следующих веществ: а) пирролидин; б)a,a’-дихлортиофен; в) 2-нитрофуран; г) 3-нитропиррол; д) пирослизевая кислота.

9.3.16. Каким образом протекают реакции электрофильного замещения в фуране, тиофене и пирроле?

9.3.17. Закончите уравнения реакций:

а); б); в);

г); д); е).

9.3.18. Каким образом из бензола можно получить краситель индиго? Как осуществляется кубовое крашение?

9.3.19. Что образуется при действии на пиридин следующих веществ: а) Br₂; б) KOH; в) водорода; г) HCl?

9.3.20. Какие вещества образуются из бромистого бутила при действии на него: а) пиридина; б) пиррол-калия?

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Реутов О.А. Органическая химия ч.1 / О.А. Реутов, А.Л. Курц, К.П. Бутин. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2004. – 567 с.
2. Реутов О.А. Органическая химия ч.2 / О.А. Реутов, А.Л. Курц, К.П. Бутин. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2004. – 623 с.
3. Реутов О.А. Органическая химия ч.3 / О.А. Реутов, А.Л. Курц, К.П. Бутин. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2004. – 544 с.
4. Петров А.А. Органическая химия: Учебник для вузов / Под ред. Стадничука М.Д.- 5-е изд., перераб. и доп. – СПб.: Иван Федоров, 2003. – 624 с.
5. Шаборов Ю.С. Органическая химия. Часть 1 / Ю.С. Шаборов - М.: Химия, 1994. - 497с.
6. Нейланд О.Я. Органическая химия / О.Я. Нейланд. - М.: Высшая школа, 1990. – 752 с.
7. Агрономов А.Е. Избранные главы органической химии.-2-е изд. / А.Е. Агрономов - М.: Химия, 1990. – 560 с.
8. Дрюк В.Г. Курс органической химии / В.Г. Дрюк, М.С. Малиновский – Киев.: Вища школа, 1987. – 400 с.
9. Писаренко А.П.,. Курс органической химии / А.П. Писаренко, З.Я. Хавин. - М.: Высшая школа, 1985. – 510 с.

10. Бенкс Д. Названия органических соединений / Д. Бенкс- М.: Химия, 1980. – 302 с.

1. Несмеянов А.Н. Начала органической химии кн.1 / А.Н. Несмеянов, Н.А. Несмеянов- М.: Химия, 1969. – 660 с.

 

 

Составители: ЖУКОВА Ирина Юрьевна,

ТЯГЛИВАЯ Инна Николаевна

 

 

Органическая химия: учебно-методическое пособие для самостоятельной работы студентов по изучению курса «Органическая химия»

 

Редактор А.А. Литвинова

_________________________________________________________

В печать

Объем усл. п. л. Офсет. Формат 60х84/16.

Бумага тип №3. Заказ № _________. Тираж ____ экз. Цена свободная

_________________________________________________________

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия:

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1