Презентация на тему: Ароматичні сульфонові кислоти ( аренсульфокислоти ) та їх похідні

Ароматичні сульфонові кислоти ( аренсульфокислоти ) та їх похідні
СПОСОБИ ОДЕРЖАННЯ
Ароматичні сульфонові кислоти ( аренсульфокислоти ) та їх похідні
У випадку сульфування алкілбензенів сульфогрупа направляється в о - і п -положення по відношенню до алкільної групи :
Ароматичні сульфонові кислоти ( аренсульфокислоти ) та їх похідні
Введення в бензинове ядро двох сульфогруп (сульфування бензенсульфонової кислоти)
Фізичні і хімічні властивості
1.Реакції сульфогрупи
Утворення сульфонамідів
Відновлення сульфогрупи
Реакції лужного плаву
3. Реакції заміщення водню у бензеновому кільці
Нітрування. Для введення нітрогрупи використовують концентровану нітратну кислоту або нітруючу суміш.
Ароматичні нітросполуки ( нітроарени )
Методи одержання
Далі реалізується звичайний механізм електрофільного заміщення:
1.2. Нітрування концентрованою HNO 3. Концентрована нітратна кислота також є ефективним нітруючим агентом.
Друга нітрогрупа може бути введена в м -положення у жорстіших умовах і з меншим виходом.
Схема нітрування толуену
2. Нітрування бічного ланцюга аренів
Фізичні та хімічні властивості
Середовище кисле та нейтральне (рН ≤ 7). Основним продуктом реакції є анілін
Середовище лужне (рН > 7).
2. Реакції електрофільного заміщення S E
Реакції нуклеофільного заміщення S N.
Вплив нітрогрупи на реакції S N галоген о нітроаренів
1/26
Средняя оценка: 4.3/5 (всего оценок: 38)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (287 Кб)
1

Первый слайд презентации: Ароматичні сульфонові кислоти ( аренсульфокислоти ) та їх похідні

Ароматичні сульфонові кислоти – це сполуки, що містять сульфонову групу SO 3 H, зв’язану з арильним залишком. Це дуже важливий клас органічних сполук, що знаходить широке застосування в органічному синтезі.

Изображение слайда
2

Слайд 2: СПОСОБИ ОДЕРЖАННЯ

1. Дія концентрованої Н 2 SO 4 на бензен та його гомологи Реакція протікає за механізмом електрофільного заміщення ( S E ). Очевидно, електрофільний реагент утворюється за реакцією:

Изображение слайда
3

Слайд 3

Бензен сульфується важко навіть концентрованою Н 2 S О 4, легше - толуєн, ксилоли та інші гомологи бензену.

Изображение слайда
4

Слайд 4: У випадку сульфування алкілбензенів сульфогрупа направляється в о - і п -положення по відношенню до алкільної групи :

2. Сульфування олеумом ( S О 3 ) Олеум містить оксид сірки ( V І) (сірчаний ангідрид). Завдяки своїй будові позитивний заряд на атомі сірки у нього вищий, ніж у гідросульфонієвого йона :

Изображение слайда
5

Слайд 5

В якості побічних продуктів реакції сульфування утворюються сульфони.

Изображение слайда
6

Слайд 6: Введення в бензинове ядро двох сульфогруп (сульфування бензенсульфонової кислоти)

Сульфогрупа, як електроноакцепторний замісник, збіднює бензенове кільце електронною густиною (особливо в o - і n -положеннях), знижує його реакційну здатність у реакціях з електрофільними реагентами ( S E ) і орієнтує новий замісник у м -положення. Тому при подальшому сульфуванні бензенсульфокислоти утворюється переважно м -бензендисульфонова кислота.

Изображение слайда
7

Слайд 7: Фізичні і хімічні властивості

Аренсульфонові кислоти - переважно кристалічні речовини, розчинні у воді. Це – сильні кислоти і у водному середовищі вони повністю йонізовані. Сульфогрупа є дуже реакційноздатною і для аренсульфонових кислот характерні такі типи перетворень: 1.Реакції сульфогрупи; 2.Реакції заміщення сульфогрупи на інші функціональні групи ; 3.Реакції заміщення водню в бензеновому кільці.

Изображение слайда
8

Слайд 8: 1.Реакції сульфогрупи

Утворення солей Утворення хлорангідридів (сульфохлоридів) У промисловості для одержання сульфохлоридів застосовують сульфування аренів хлорсульфоновою кислотою:

Изображение слайда
9

Слайд 9: Утворення сульфонамідів

Атоми водню можуть обмінюватись на хлор Утворений хлорамін є сильним окиснювачем і застосовується для дезинфекції. Для цього також широко застосовується “хлорамін-Т” (натрієва сіль N -хлоро- п -толуєнсульфаміду ).

Изображение слайда
10

Слайд 10: Відновлення сульфогрупи

2. Реакції заміщення сульфогрупи Сульфогрупа зв’язана з вуглецевим атомом бензенового кільця доволі полярним зв’язком і може бути відщеплена за допомогою як електрофільних, так і нуклеофільних реагентів Реакції гідролізу

Изображение слайда
11

Слайд 11: Реакції лужного плаву

Цим методом можна одержувати феноли, нітрили, карбонові кислоти. Реакція протікає при сплавленні кристалічної сульфокислоти з твердим лугом або ціанідом.

Изображение слайда
12

Слайд 12: 3. Реакції заміщення водню у бензеновому кільці

Як було раніше сказано, сульфогрупа утруднює електрофільне заміщення і орієнтує нові замісники переважно у м -положення. 3.1.Галогенування. Бензенсульфокислота хлорується тільки в присутності каталізаторів Фріделя-Крафтса, при нагріванні.

Изображение слайда
13

Слайд 13: Нітрування. Для введення нітрогрупи використовують концентровану нітратну кислоту або нітруючу суміш

Сульфування. Ввести другу сульфогрупу в бензинове ядро можна за допомогою олеуму (розчину SO 3 в конц. H 2 SO 4 )

Изображение слайда
14

Слайд 14: Ароматичні нітросполуки ( нітроарени )

Нітроарени ― це надзвичайно важливий клас органічних сполук. Вони поділяються на сполуки з NO 2 - групою в ароматичному ядрі і - у бічному ланцюзі.

Изображение слайда
15

Слайд 15: Методи одержання

1. Пряме нітрування аренів та їх похідних 1.1.Нітрування нітруючою сумішшю ( HNO 3 + H 2 SO 4 ). Реакція нітрування являється реакцією електрофільного заміщення. Електрофіл ― нітроній катіон ( NO 2 + ) утворюється за реакцією:

Изображение слайда
16

Слайд 16: Далі реалізується звичайний механізм електрофільного заміщення:

Замісники І-го роду прискорюють, а ІІ-го роду сповільнюють реакцію нітрування.

Изображение слайда
17

Слайд 17: 1.2. Нітрування концентрованою HNO 3. Концентрована нітратна кислота також є ефективним нітруючим агентом

Причому, чим менше Н 2 О в реаційному середовищі, тим менше катіон сольватований і тим вища його активність. Тому, 100%-на HNO 3 є дуже ефективним нітруючим реагентом.

Изображение слайда
18

Слайд 18: Друга нітрогрупа може бути введена в м -положення у жорстіших умовах і з меншим виходом

Третю нітрогрупу можна ввести лише за допомогою спеціальних нітруючих агентів, наприклад тетрафтороборатнітронію [ NO 2 ] + BF 4 ─, але і в цьому випадку вихід 1,3,5-тринітробензену не високий.

Изображение слайда
19

Слайд 19: Схема нітрування толуену

Изображение слайда
20

Слайд 20: 2. Нітрування бічного ланцюга аренів

Нітрування бічного ланцюга здійснюється розведеною Н NO 3 за реакцією Коновалова. Процес протікає за радикальним механізмом і завжди супроводжується окисленням вихідного арену.

Изображение слайда
21

Слайд 21: Фізичні та хімічні властивості

Мононітроарени – рідкі або тверді речовини, мають запах мигдалю і дуже отруйні. У воді не розчиняються, є сильно полярними розчинниками. Ди- і полінітроарени – кристалічні речовини. 1. Реакції відновлення нітрогрупи Відновлення N О 2 -групи в NH 2 - це складний процес, напрямок протікання якого залежить, в основному, від рН-середовища. Вперше вказану реакцію відкрив Зінін М.М. у 1842 р.

Изображение слайда
22

Слайд 22: Середовище кисле та нейтральне (рН ≤ 7). Основним продуктом реакції є анілін

Виділити проміжні продукти, як правило, не вдається.

Изображение слайда
23

Слайд 23: Середовище лужне (рН > 7)

Спочатку реакція протікає за аналогією з вищенаведеною схемою. Утворені нітрозобензен та фенілгідроксиламін у лужному середовищі утворюють азоксибензен, який далі відновлюється до аніліну. Однак, проміжні продукти - азобензен та гідразобензен також можна виділити.

Изображение слайда
24

Слайд 24: 2. Реакції електрофільного заміщення S E

Нітрогрупа як замісник ІІ-го роду сповільнює взаємодію з новим електрофільним реагентом і направляє його в м -положення

Изображение слайда
25

Слайд 25: Реакції нуклеофільного заміщення S N

Наявність в бензеновому ядрі нітрогрупи – одного з найсильніших акцепторів електронів зумовлює можливість протікання реакцій нуклеофільного заміщення. Нітроарени з однією нітрогрупою погано взаємодіють навіть з сильними нуклеофільними реагентами. Краще взаємодіють динітросполуки:

Изображение слайда
26

Последний слайд презентации: Ароматичні сульфонові кислоти ( аренсульфокислоти ) та їх похідні: Вплив нітрогрупи на реакції S N галоген о нітроаренів

Нітрогрупа – сильний акцептор електронів і помітно впливає на рухливість галогена в о - і п -положеннях. Такі галогенонітроарени легко вступають в реакції нуклеофільного заміщення.

Изображение слайда