11.4.2.16 бензолды нитрлеу және галогендеу реакцияларының механизмін түсіндіру; Бензол және олардың электрофилдермен реакциясы. Химия, 11 сыынып, қосымша материал.

Жасыл карточка

 Барлық ароматты көмірсутектер орынбасу реакциясына бейімді, ал қосып алу реакциясына өте қиын түседі. Арендер галогендеу, нитрлеу, сульфирлеу реакцияларына, ал гомологтары тотығу реакциясына қатысады. Бензол сақинасында π- электрон бұлттары біркелкі таралғандықтан нуклеофильдік реакциялар қиын, ал электрофильдік орынбасу реакциялары оңай жүреді.

Электрофильдік орын басу реакциясы сатылап жүреді. Алдымен электрофильдік топ бензол сақинасының π- орбитальдарын шабуылдап, аралық π-комплекс түзеді. Екінші сатыда пайда болған тұрақсыз карбкатионнан протон бөлініп, бензол туындысы түзіледі.

Немесе 1-саты

 2-саты

Қызыл карточка

Нитрлеубензолдан нитробензол түзіледі, C₆H₅NO₂

Нитрлеу реакциясының тарихи маңызы бар. Реакция өнімі нитробензолдан бояу және қопарылғыш заттар алынады.

Реагенттер конц. Азот қышқылы және конц. күкірт қышқылы (катализатор)

Реакцияның жүру жағдайлары 55°C температурада қыздыру

Реакцияның жалпы теңдеуі C₆H₆ + HNO₃ ——> C₆H₅NO₂ + H₂O

Механизмі

1-саты: HNO3 және H2SO4 электрофил түзіледі, NO2+

HNO3 + H2SO4 = H2O + NO2+ + HSO4−

2-3-саты

: NO2+ бензол сақинасындағы сутектің орнын басады:

• Электрон жұбы делокализацияланған жүйеден шығып электрофилмен байланыс түзеді

• Бұл делокализацияланған жүйенің тұрақтылығын бұзып тұрақсыз аралық өнім түзілуіне әкеледі

• Тұрақтылықты қалпына клтіру үшін C-H байланысының электрон жұбы кері қарай сақинаның ішіне қарай жылжиды.

• Жалпы алғанда сутектің орнын басу жүреді ... ЭЛЕКТРОФИЛЬДІ ОРЫНБАСУ

• 4- саты

HSO4− анионы протонды қосып алады:

H+ + HSO4– = H2SO4

Сары карточка

Галогендеубензолдан хлорбензол түзіледі, C₆H₅СІ

Реагенттер хлор және галоген тасмалдаушы (катализатор)

Реакцияның жүру жағдайлары темір (III) хлориді, темір (III) бромиді, алюминий

хлориді сияқты галоген тасмалдаушылар

қатысында қыздыру

Реакцияның жалпы теңдеуі C₆H₆ + Cl₂ —>C₆H₅Cl +HCl

Механизмі

1-саты: СІ₂ және АІСІ₃ әрекеттесіп электрофил түзіледі, СІ+

2-3-саты

: СІ+ бензол сақинасындағы сутектің орнын басады:

• Электрон жұбы делокализацияланған жүйеден шығып электрофилмен байланыс түзеді

• Бұл делокализацияланған жүйенің тұрақтылығын бұзып тұрақсыз аралық өнім түзілуіне әкеледі

• Тұрақтылықты қалпына клтіру үшін C-H байланысының электрон жұбы кері қарай сақинаның ішіне қарай жылжиды.

Жалпы алғанда сутектің орнын басу жүреді ... ЭЛЕКТРОФИЛЬДІ ОРЫНБАСУ