3. Aromatinmis vadinamos med転iagos, kuri迭
molekulse yra patvari ciklin grup su savoti邸ko
pob笛d転io jungtimis. Bendras aromatini迭
angliavandenili迭 pavadinimas arenai.
4. Benzeno sandara
Benzenas C6H6 paprasiausias 1833 m. vokiei迭 mokslininkas E.
aromatinis angliavandenilis buvo Mierlichas gavo benzen i邸
atrastas M. Faradjaus 1825 m. atogr転迭 augalo 転ievs.
邸vieianiosiose dujose.
5. Benzeno sandara
Pirmasis benzeno sandar i邸ai邸kino vokiei迭
chemikas F. Kekul (1865 m.). Pagal j
benzenas yra 1,3,5-cikloheksatrienas - 邸e邸ianaris
ciklinis angliavandenilis su trimis konjuguotomis
dvigubomis jungtimis:
7.09.1829 13.07.1896
6. Benzeno sandara
Visos benzeno C-C jungtys lygiaverts, vienodo ilgio
(0,139 nm):
Tai plok邸ia molekul, kurios visi 6 anglies atomai sujungti 眺
taisykling 邸e邸iakamp眺 cikl:
7. Benzeno sandara
Visi anglies atomai benzeno cikle yra sp2 hibridizacijos b笛klje.
Kiekvienas j迭 sudaro 3 paprastas jungtis (2 C-C jungtis ir 1 C-H),
tarp kuri迭 yra 120属 kampas, sunaudodamas 3 valentinius elektronus;
120o
H H
C C sp2-sp2
H C 120o C H
C C
sp2-1s
1.09
H H
1.39
8. Benzeno sandara
Ketvirtasis kiekvieno anglies atomo elektronas nefiksuotas.
Vis迭 6 p elektron迭 orbitals statmenos 転iedo plok邸tumai ir tarp
savs lygiagreios. Visi jie pasiskirst simetri邸kai aplink 転ied ir
sveikauja 転iede. Taigi 6 jungties elektronai ne suporuoti, o
sudaro bendr sistem, t.y. susidaro 転iedin konjugacija
H H
C C
H C C H
C C
H H
8
9. Benzeno sandara
Tikroji benzeno ciklo strukt笛ra yra mezomerin, t.y. tarpin tarp
atvaizduot迭 dviem ribinmis formulmis:
Benzenui 転ymti galima vartojant vien i邸 formuli迭, vaizduojani迭
tarpin眺 jungi迭 pob笛d眺:
arba
10. Benzeno darini迭 izomerija
Vienpakaiiai benzeno dariniai neturi izomer迭, nes visi benzeno
anglies atomai yra lygiaveriai.
Dvipakaiiai dariniai sudaro tris izomerus; pakait迭 padtis
nurodoma prie邸dliais arba skaiiais:
orto- meta- para-
1,2- 1,3- 1,4-
11. Benzeno darini迭 izomerija
Tripakaiiai benzeno dariniai su vienodais pakaitas turi tris
izomerus:
1,2,3- 1,2,4- 1,3,5-
(paprastas, gretutinis) (asimetrinis) (simetrinis)
14. Benzeno darini迭 nomenklat笛ra
orto-dibrombenzenas meta-dibrombenzenas para-dibrombenzenas
arba arba arba
o-dibrombenzenas m-dibrombenzenas p-dibrombenzenas
arba arba arba
1,2-dibrombenzenas 1,3-dibrombenzenas 1,4-dibrombenzenas
19. Benzeno darini迭 gavimo b笛dai
Gavimas i邸 nearomatini迭 jungini迭:
Katalizi邸kai dehidrinant cikloheksan ir jo darinius. i
reakcij pirmasis atliko N. Zelenskis 1911 m.
6.02.1861-31.07.1953
iuo metu pramonje kaip katalizatorius vartojama platina;
temperat笛ra 4500C:
28. Benzeno darini迭 fizins savybs
Benzenas ir jo dariniai bespalviai, b笛dingo kvapo skysiai,
auk邸tesnieji homologai kietos med転iagos. Izomerai su 邸akotomis
邸oninmis grandinmis paprastai verda 転emesnje temperat笛roje, negu
su normaliomis; auk邸iausia lydymosi temperat笛ra paraizomer迭.
Fizins kai kuri迭 aren迭 savybs
Virimo t属 Lydymosi t属
Formul pavadinimas
(属C) (属C)
benzenas 80.1 +5.5
toluolas 110.6 95
etilbenzenas 136.2 94
p-ksilolas 138.4 +13
stirolas 145 30.6
naftalinas 218 +80.3
antracenas 342 +218
fenantrenas 340 +100
29. Fizins benzeno savybs
Aren迭 tankis visuomet ma転esnis u転 vienet. Visi jie ma転ai
tirpsta vandenyje, bet visokiais santykiais mai邸osi su organiniais
tirpikliais. Skysti arenai patys yra geri organini迭 med転iag迭
tirpikliai.
30. Fizins benzeno savybs
Jie lengvai u転sidega ir dega ry邸kia, stipriai r笛kstania
liepsna. Garai ir skysiai nuodingi.
2弌66 + 152 12弌2 + 62
31. Benzeno ir jo darini迭 chemins savybs
Aromatiniams junginiams b笛dingiausios elektrofilini迭 pakait迭
reakcijos, nors vyksta ir nukleofilini迭 pakait迭 bei radikalins reakcijos.
32. Elektrofilini迭 pakait迭 reakcijos mechanizmas
Aromatini迭 jungini迭 elektrofilini迭 pakait迭 reakcij迭 mechanizmas yra
pana邸us 眺 alken迭 elektrofilinio prijungimo reakcijos mechanizm.
1. Proceso prad転ioje skyla reagento XY molekul, ir susidaro elektrofilin
dalel E + ir anijonas Y - :
2. Elektrofilin dalel reaguoja su aromatinio 転iedo elektroniniu debesimi.
Susidaro -kompleksas:
33. Elektrofilini迭 pakait迭 reakcijos mechanizmas
3. Du elektronai i邸 6 ciklo elektron迭 lokalizuojasi prie vieno anglies
atomo ir susidaro nauj kovalentin jungt眺 su pakaitu, likusieji 4
elektronai pasiskirsto tarp 5 ciklo anglies atom迭. Taip susidaro
tarpinis karbokatijonas, vadinamasis kompleksas:
4. Aromatins b笛kls suardymas yra nepageidautinas, nes
aromatinis 転iedas pasi転ymi ypatingu patvarumu. Todl greitai atskyla
protonas, ir vl susidaro aromatin b笛kl:
34. Nitrinimas
Paprastai nitrinima koncentruot迭 azoto ir sieros r笛g邸i迭 mi邸iniu.
Nitrinaniu agentu yra 邸iame mi邸inyje susidars nitrokatijonas NO2+:
36. Halogeninimas
Halogeninimo reakcijai reikalingas katalizatorius. Da転niausiai
vartojami aliuminio ir gele転ies halogeniniai junginiai: AlCl3,
AlBr3, FeCl3, FeBr3 ir kt.
37. Reakcijos mechanizmas
Halogeninimo reakcijai reikalingas katalizatorius ( AlCl3,
AlBr3, FeCl3, FeBr3 ir kt). Katalizatoriai, poliarizuodami jungt眺
tarp halogeno atom迭, padeda susidaryti aktyviai elektrofilinei
dalelei:
kompleksas
38. Sulfoninimas
Reakcija vykdoma 邸ildant su koncentruota sieros r笛g邸timi
arba oleumu. Susidaro aromatin sulfor笛g邸tis. Sulfoninimo
reakcija, skirtingai nuo nitrinimo ir halogeninimo reakcij迭, yra
gr眺転tamoji:
39. Alkilinimas
Alkilinima dviem b笛dais:
1. Veikiant benzol alkil迭 halogenidais. Reakcijai reikalingas
katalizatorius bevandenis aliuminio halogenidas (Fridelio Kraftso
b笛das, 1877 m.)
42. Alkilinimas
2. Veikiant benzol alkenais. Kaip katalizatorius vartojama AlCl3, BF3,
H3PO4 ir kt. Pramonje, atliekant 邸ias reakcijas, i邸 benzeno ir
krekingo duj迭 gaunamas etilbenzenas ir izopropilbenzenas
(kumolas):
46. Prijungimo reakcijos
I. Hidrinimas. Katalizinis hidrinimas vyksta askland転iai, vartojant Ni
(175属C) ir Pt (50属) katalizatorius:
II. Fotocheminis chlorinimas
47. Oksidacijos reakcijos
I. Auk邸oje temperat笛roje (400属C) veikiant benzol oro deguonimi
(reakcijai reikalingas katalizatorius vanad転io oksidas), gaunamas
maleino r笛g邸ties anhidridas:
II. Veikiant oksidatoriais benzeno homologus, oksiduojasi 邸onins
grandins alkil迭 radikalai, sudaro karbonines r笛g邸tis:
48. Ozonavimas
Ozono molekul sudaro kompleks, kuris virsta pirminiu ozonidu.
is labai greitai persigrupuoja 眺 atvir strukt笛r turini viename gale
karbonilo oksid ir kitame aldihido grup. is tarpinis junginys greitai
prisijungia 2 ozono molekules ir virsta (n.s.) polimeriniu ozonidu:
Reaguojant benzenui su ozonu ypa auk邸toje temperat笛roje,
susidaro ir fenolas. Tarpinis kompleksas suyra, ir susidaro
benzeno oksidas, kuris labai nestabilus ir izomerizuojasi 眺 fenol :
49. Atpa転inimo reakcijos
Neblukina bromo ir kalio permanganato tirpal迭. Tik kai kurie
aromatiniai junginiai (turintys 邸onin grandin, pvz., toluenas) gali
blukinti bromo tirpal. Virinant daugelis reaguoja su kalio
permanganatu (r笛g邸ioje terpje visi).
50. Orientacija, esant elektrofiliniam pakaitui
benzeno 転iede
Aromatiniame 転iede esantis pakaitas nukreipia (orientuoja) kitus,
vliau prijungiamus, pakaitus. Visus pakaitus pagal j迭 orientacines
savybes galima suskirstyti 眺 dvi grupes:
Z donorins grups, paduodanios 眺 benzeno 転ied elektronus;
Y - akceptorins grups, atitraukianios i邸 転iedo elektronus:
Padidindamos elektronin眺 tank眺 Suma転indamos elektronin眺 tank眺
benzeno 転iede, jos kartu daro j眺 benzeno 転iede, jos suma転ina jo
aktyvesn眺 elektrofilini迭 pakait迭 aktyvum眺 elektrofilini迭 pakait迭
reakcijose. reakcijose.
52. Orientacija, esant elektrofiliniam pakaitui
benzeno 転iede
Donorins grups elektronin眺 tank眺 ortopadtyje ir parapadtyje
padidina, todl ten pirmiausia ir prisijungia reaguojanti elektrofilin
grup:
53. Orientacija, esant elektrofiliniam pakaitui
benzeno 転iede
Akceptorins grups elektronin眺 tank眺 ortopadtyje ir parapadtyje
suma転ina, taigi suma転ina elektron迭 aktyvum. Naujas pakaitas
nukreipiamas 眺 metapadt眺, kurioje elektroninio tankio nuotkis
ma転esnis ir todl didesnis tos dalies cheminis aktyvumas:
