1. Влияние заместителей на электрофильное замещение

В мо­ле­ку­ле бен­зо­ла элек­трон­ная плот­ность рав­но­мер­но рас­пре­де­ле­на по всему коль­цу. Если мо­ле­ку­ла бен­зо­ла со­дер­жит за­ме­сти­тель, элек­трон­ная плот­ность бен­золь­но­го коль­ца пе­ре­рас­пре­де­ля­ет­ся, и место атаки элек­тро­филь­но­го ре­а­ген­та опре­де­ля­ет­ся его элек­трон­ны­ми эф­фек­та­ми:

· ин­дук­тив­ным (вли­я­ние пе­ре­да­ет­ся по s-свя­зям)

· ме­зо­мер­ным (р-элек­тро­ны за­ме­сти­те­ля всту­па­ют в со­пря­же­ние с π-элек­трон­ной плот­но­стью бен­золь­но­го коль­ца).

Если за­ме­сти­тель по­да­ет в бен­золь­ное коль­цо элек­трон­ную плот­ность, то эф­фект яв­ля­ет­ся по­ло­жи­тель­ным (+M, +I), а если вы­тя­ги­ва­ет элек­трон­ную плот­ность из коль­ца – от­ри­ца­тель­ным (–M, –I). Наи­бо­лее силь­но эф­фек­ты про­яв­ля­ют­ся в орто- и пара- по­ло­же­ни­ях.

За­ме­сти­те­ли пер­во­го рода об­ла­да­ют +M или +I эф­фек­том и ори­ен­ти­ру­ют за­ме­ще­ние в орто- и па­ра-по­ло­же­ния. Они по­вы­ша­ют элек­трон­ную плот­ность в π-элек­трон­ной си­сте­ме бен­золь­но­го коль­ца и обыч­но об­лег­ча­ют за­ме­ще­ние.

За­ме­сти­те­ли вто­ро­го рода об­ла­да­ют –I эф­фек­том или со­че­та­ни­ем –M и –I эф­фек­та. Они сни­жа­ют элек­трон­ную плот­ность в π-элек­трон­ной си­сте­ме и за­труд­ня­ют ре­ак­ции за­ме­ще­ния. В ме­та-по­ло­же­нии элек­трон­ная плот­ность умень­ша­ет­ся в мень­шей сте­пе­ни, по­это­му за­ме­ще­ние идет туда. Табл. 1.

Табл. 1. За­ме­сти­те­ли в бен­золь­ном коль­це

2. Влияние углеводородного радикала на электрофильное замещение

Уг­ле­во­до­род­ный ра­ди­кал яв­ля­ет­ся за­ме­сти­те­лем пер­во­го рода ® ре­ак­ции за­ме­ще­ния у аре­нов про­те­ка­ют легче, чем у бен­зо­ла, и за­ме­ще­ние про­ис­хо­дит в орто- и пара- по­ло­же­ния.

На­при­мер:

При нит­ро­ва­нии бен­зо­ла невоз­мож­но по­лу­чить три­нит­ро­бен­зол. А в то­лу­о­ле воз­мож­но за­ме­ще­ние трех ато­мов во­до­ро­да в мо­ле­ку­ле:

Про­дукт 2,4,6-три­нит­ро­то­лу­ол, он же тро­тил, тол, ТНТ – одно из наи­бо­лее из­вест­ных взрыв­ча­тых ве­ществ.

3. Влияние бензольного кольца на реакции углеводородного радикала

1. Окис­ле­ние

Го­мо­ло­ги бен­зо­ла, в от­ли­чие от са­мо­го бен­зо­ла, легко окис­ля­ют­ся при на­гре­ва­нии с под­кис­лен­ным рас­тво­ром пер­ман­га­на­та калия. Бен­золь­ное коль­цо в этой ре­ак­ции оста­ет­ся неиз­мен­ным.

2. Ра­ди­каль­ное за­ме­ще­ние

Эта ре­ак­ция про­ис­хо­дит легче, чем у ал­ка­нов, бла­го­да­ря вли­я­нию бен­золь­но­го коль­ца. За­ме­ще­ние про­те­ка­ет в a-по­ло­же­ние (про­ме­жу­точ­ный ра­ди­кал наи­бо­лее энер­ге­ти­че­ски вы­го­ден вслед­ствие со­пря­же­ния с бен­золь­ным коль­цом).

4. Применение производных бензола

Бен­зол, то­лу­ол и кси­ло­лы ис­поль­зу­ют как рас­тво­ри­те­ли.

Из аре­нов син­те­зи­ру­ют со­еди­не­ния, необ­хо­ди­мые для по­лу­че­ния лаков, кра­сок, мо­ю­щих­средств,ле­кар­ствен­ны­х­пре­па­ра­тов,по­ли­мер­ны­х­ма­те­ри­а­лов,взрыв­ча­тых ве­ществ, ядо­хи­ми­ка­тов. См. Рис. 1.

Рис. 1. При­ме­не­ние бен­зо­ла

Под­ве­де­ние итога

Вы по­зна­ко­ми­лись с темой «Ори­ен­та­ци­он­ные эф­фек­ты за­ме­сти­те­лей. Ме­то­ды по­лу­че­ния и син­те­зы на ос­но­ве аро­ма­ти­че­ских уг­ле­во­до­ро­дов». В ходе этого за­ня­тия вы узна­ли о ме­то­дах по­лу­че­ния и син­те­зе, ко­то­рые про­во­дят­ся на ос­но­ве аро­ма­ти­че­ских уг­ле­во­до­ро­дов. Узна­ли об ори­ен­та­ци­он­ных эф­фек­тах за­ме­сти­те­лей.