5. Соединения с открытой и замкнутой системами сопряжения. Ароматические углеводороды.

   1. Вопросы к семинару

1. Понятие о сопряжении. Электронное строение бутадиена‑1,3 как системы с открытой цепью сопряжения. Особенности протекания реакций электрофильного присоединения в ряду 1,3‑диенов.

2. Понятие об ароматичности. Правило Хюккеля. Электронное строение молекулы бензола, нафталина.

3. Способы получения ароматических углеводородов: а) дегидро­циклизация алканов, б) тримеризация алкинов, в) разложение солей ароматических кислот, г) алкилирование по Фриделю-Крафтсу, д) алкилирование по Вюрцу‑Фиттигу. Промышленные источники получения аренов.

4. Химические свойства аренов: а) реакции электрофильного замещения (S_E) как наиболее характерные в ряду ароматических соединений (галогенирование, нитрование, сульфирование, алкилирование, ацилирование). Механизм реакции S_E; б) реакции присоединения и окисления как приводящие к нарушению ароматичности.

5. Правила замещения в ароматических системах (бензоле, нафталине). Заместители 1 и 2 рода, их влияние на пере­распределение электронной плотности в указанных системах.

2. Опыты к лабораторной работе

1. Изучение физических свойств аренов.

2. Получение бензола и перевод его в нитробензол.

3. Сульфирование бензола и толуола.

4. Отношение бензола к реакциям присоединения.

5. Отношение бензола и его гомологов к реакциям окисления.

3. Задания к самостоятельной работе вариант 1

1. Поясните термин «сопряжение». Напишите формулы следующих соединений и объясните, какие из них относятся к замкнутым, а какие - к незамкнутым сопряженным системам: циклобутадиен‑1,3; 2‑метил­бутадиен‑1,3; нафталин; гексадиен‑1,5; толуол.

2. Изобразите электронное строение молекулы бензола. Объясните, как образуется «ароматическая» связь.

3. Предложите не менее 3‑х способов получения бензола. Какой из них Вы будете применять на практическом занятии? Как получают бензол в промышленности?

4. Напишите уравнения реакций бензола со следующими реагентами:

Назовите продукты, отметьте, к какому типу относятся эти реакции. Заместители какого рода (1 или 2) вводятся в молекулу бензола в результате реакций «а‑г»?

5. Запишите уравнениями реакций следующие превращения, укажите, под действием каких реагентов протекают реакции, назовите все соединения:

Вариант 2

1. Напишите структурные формулы следующих соединений: этилбензол; 1‑изопропил‑3‑нитробензол; трет-бутилбензол, 1,6‑дихлорнафталин; 9‑гидроксиантрацен. Укажите, какие из этих веществ не могут иметь изомеров положения заместителей, почему? Заместители какого рода (1 или 2) содержат перечисленные соединения?

2. На примере бутадиена‑1,3 объясните особенности протекания реакций присоединения в ряду сопряженных диенов. Подтвердите тремя примерами.

3. Какие ароматические углеводороды образуются при дегидрировании: а) циклогексана, б) 1‑метил‑3‑пропилциклогексана, в) 1,3,5‑триметилциклогексана? Какой гомолог ацетилена дает в результате реакции тримеризации продукт дегидрирования соединения «в»? Приведите уравнения всех реакций.

4. Как из бензола можно получить: а) нитробензол, б) сульфо­бензол, в) этилбензол, г) хлорбензол, д) циклогексан? Приведите уравнения реакций, отметьте, к какому типу они относятся, какие из них наиболее характерны для бензола? Какую из приведенных реакций Вы будете выполнять на практическом занятии?

5. Запишите уравнениями реакций следующие превращения, назовите все соединения:

б)