Лабораторно-практическое занятие № 18. «Полициклические ароматические углеводороды: строение и свойства» (3ч)

Цель: сформировать знания о строении и свойствах полициклических ароматических углеводородах.

 

 

Вопросы для обсуждения:

1. Особенности номенклатуры полициклических ароматических углеводородов.

2. Строение и реакционная способность бифинила.

3. Строение и реакционная способность ди-, три- и полифенилметаны.

4. Строение и реакционная способность нафталина.

5. Особенности антрацена и фенантрена.

Материалы и примеры для самостоятельного изучения

Пример 1. Как реагирует трифенилметан с амидом натрия и объясните, почему бесцветный эфирный раствор трифенилметана после реакции становится красным?

Решение. Окрашивание раствора объясняется появлением в растворе хиноидных структур трифенилметиланиона:

 

Пример 2. Как показать, что нафталин существенно легче вступает в реакции электрофильного замещения атомов водо­рода, чем бензол?

Ответ. Для того чтобы показать, что нафталин значительно более нуклеофилен, чем бензол, и значительно легче вступает в реакции электрофильного замещения, следует провести его реакцию с бромом в присутствии воды при 40 °С, используя бензол в качестве растворителя. Выход -бромнафталина превышает 80%, а бензол в этих условиях не бромируется.

Задачи для самостоятельного решения

Номенклатура и изомерия

Задача 18.1. Напишите структурные формулы следующих соединений:

а) 4,4'-дихлордифенил;

б) 4,4'-диаминодифенил (бензидин);

в) 2,2'-динитро-6,6'-дикарбоксидифенил;

г) 2-метил-3,4'-дихлордифенил;

д) 4-бром-4'-сульфодифенил;

е) 3,4'-диаминодифенил;

ж) 2,4,6,2',4',6'-гексахлордифенил.

Задача 18.2. Назовите соединения, формулы которых приведены:

Задача 18.3. Дайте названия соединениям, формулы которых приве­дены:

Задача 18.4. Приведите структурные формулы следующих соедине­ний:

а) 2-бромнафталин;

б) 2-нафтол;

в) 1-нафтиламин;

г) 1-метил-2-нафтол;

д) нафталин-2-карбоновая (р-нафтойная) кислота;

е) нафталин-1-сульфокислота;

ж) 1,8-динитронафталин;

з) 1,4-дигидроксинафталин;

и) 1,2,3,4-тетрагидронафталин;

к) нафталин-1,3-дикарбоновая кислота;

л) нафтохинон-1,4;

м) 2-гидроксинафталин-7-сульфокислота;

н) 1-гидроксинафталин-2-карбоновая кислота.

Задача 18.5. Дайте названия соединениям, формулы которых приве­дены:

 

 

Химические свойства

Задача 18.6. Напишите уравнения реакций моно- и дисульфирования дифенила. По какому механизму протекают эти реакции? Объяс­ните взаимное влияние колец на ориентацию электрофильной частицы. Как влияет на реакционную способность кольца введе­ние электроноакцепторных групп?

Задача 18.7. Напишите уравнения реакций нитрования, галогенирования и сульфирования 4-метилдифенила. Как алкильный радикал влияет на ориентацию электрофильных частиц?

Задача 18.8. Какие монобромпроизводные образуются при бромировании:

а) 4-нитродифенила;

б) 3-гидроксидифенила;

в) 4-нитро-4-метилдифенила;

г) 2,4-дигидроксидифенила?

Задача 18.9. Какие вещества образуются при осторожном окислении веществ, формулы которых приведены:

Задача 18.10. Напишите уравнение реакции нитрования нафталина азот­ной кислотой. Рассмотрите механизм реакции электрофильного замещения. Оцените устойчивость σ-комплексов при замещении в - и -положение.

Задача 18.11. Какие вещества образуются при действии на нафталин:

а) хлора в присутствии FеС1₃;

б) ацетилхлорида (А1С1₃);

в) концентрированной серной кислоты при температуре 80 и 150 °С?

Объясните механизм реакций с участием реагентов а, б.

Задача 18.12. Объясните правила ориентации производных нафталина в реакциях электрофильного замещения. Напишите уравнения и назовите продукты следующих реакций:

Задача 18.13. Какие сульфокислоты образуются при сульфировании:

а) 1-нафтол-6-карбоновой кислоты;

б) 6-аминонафталин -1 -сульфокислоты;

в) 1,4-динитронафталина?

Задача 18.14. Какие вещества образуются при действии на 1-нафтол:

а) водного раствора гидроксида натрия;

б) уксусного ангидрида;

в) диметилсульфата;

г) аммиака при нагревании? Напишите уравнения реакций.

Литература для самостоятельной работы

1. Органическая химия: Учебник для вузов: В 2 кн./В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П. Тюкавкина; Под ред. Н.А. Тюкавкиной. - М.: Дрофа, 2002. – Кн. 1: Основной курс. — 620 с. (С. 279 – 293)

2. Органическая химия (в вопросах и ответах) / Под ред. Б. А. Ивина и Л. Б. Пиотровского. — СПб.: Наука, 2002. — 510 с. (С. 471-500)