temperatura procesa
TRANSCRIPT
-
7/21/2019 Temperatura procesa
1/34
1
AARROOMMAATTII
NNIIUUGGLLJJOOVVOODDOONNIICCIICiklina jedinjenja koja imaju razliita svojstva odcikloalkana i alifatinih jedinjenja.Naziv su dobili u XIX veku:
AROMATINA jedinjenja, jedinjenjakarakteristinog (prijatanog) mirisa,
oprvi put izolovana iz eterinih ulja.U dananje vreme, naziv AROMATINA imaistorijski znaaj:
reAROMATIAN oznaava odreenehemijske osobine.
AROMATINA JEDINJENJAsu benzen i jedinjenja pohemijskom ponaanju slinabenzenu.
HEMIJSKE OSOBINE I STRUKTURA BENZENABenzen (C6H6) bezbojna tenost, Tklj= 80 C, Tt= 5,5 C.
C6H6, 6 C- i 6 H-atoma ponaa li se benzenkao nezasieno jedinjenje?Ne, uz reakcione uslove u kojima ALKENpodlee brzoj ADICIJI, benzen reaguje veomasporo ili uopte ne reaguje!Benzen je vrlo stabilno jedinjenje!
benzen
2
CH2 CH2 CH3 CH3+ H2
Pt
25 oC
+ 3H2Pt
100 atm, 150 oCC6H6
drasticniuslovi
benzen
CH CH CH3CH3CH2 CH3CH2 COOH CH3HOOC+KMnO4
KMnO4
C6H6benzen
NEMA reakcije
CH2 CH2 CH2 CH2 BrBr+ Br2CCl4 adicija
U prisustvu Lewis-ove kiseline1(FeBr3), kaokatalizatora, benzen podlee reakciji supstitucijeH-atom biva zamenjen bromom:
supstitucijaC6H6benzen
+ Br2FeBr3 C6H5Br + HBr
brombenzen
Bromovanjem benzena nastaje samo jedan derivat svih 6 Ha-toma su meusobom ekvivalentni!!!
1Prema teoriji Lewis-a: kiselina prima elektronski par, baza daje elektronski par.
C6H6
benzen
NEMA reakcije+ Br2
CCl4
-
7/21/2019 Temperatura procesa
2/34
3
Kekul-ova (FriedrichAugust Kekul) strukturabenzena cikloheksatrien sanaizmeninim C-C i C=Cvezama (ekvivalentnost svih 6H-atoma).
Kako objasniti veliku
stabilnost benzena tj. injenicu da NE podleereakcijama adicije vesupstitucije (proizvodi kojinastaju supstitucijom su, takoe, aromatini).
STABILNOST BENZENAToplota hidrogenizacije (H) cikloheksena:
PtHo= -28,6 kcal mol-1+ H2
Izraunatavrednost Hza 1,3,5-cikloheksatrien:
Pt Ho= (3 x -28,6) = -85,8 kcal mol-1+ 3H2
IZRACUNATO
Eksperimentalno odreena Hvrednost zabenzen:
benzen + 3H2Pt Ho= -49,3 kcal mol-1
H
H
H
H
H
H
1,3,5-cikloheksatrien
4
Razlika u energiji = 49,3 (85,8) = 36,5 kcalmol1.
E
cikloheksan
= 36,5 kcal mol-1
cikloheksen
+ H2
-28,6kcal mol-1
1,3,5-cikloheksatrien
+ 3H2
-85,8kcal mol-1
(izracunato)
benzen
REZONANCIONAenergija
-49,3kcal mol-1
+ 3H2
Benzen je mnogo stabilniji od ciklinog triena sanaizmeninim CC i C=C vezama:
razlika u energiji se zove:REZONANCIONAenergija iliDELOKALIZACIONAenergija iliAROMATINAstabilizacija iliAROMATINOSTbenzena.
-
7/21/2019 Temperatura procesa
3/34
5
STRUKTURA BENZENASvaki C atom je sp2 hibridizovan i ima 2pAO.Osnovni kostur molekula:Tipovi veza:
CH: -veza(sp2HO sAO),
CC veza: -veza(sp2HO sp2HO).
Sve C-C veze su iste duine: 1,39 izmeujednostruke (1,54 ) i dvostruke (1,34 ).Elektronska gustina svih C-C veza je ista.Valencioni uglovi CCC i CCH veza su 120.
Struktura je planarna, estougaona.2pAO C-atoma (sa po 1 e), koje ne uestvuju uhibridizaciji, meusobno se preklapaju:
nastaje jedinstveni -el. oblak, iznad i ispodravni molekula.
Realnu strukturu benzena prikazujemo uz pomoteorije:
molekulskih orbitala i
rezonancije.
C
C
C
C
C
C
H
H
H
H
H
H
120O
120O 1,09 Ao
o1,39 A
6
Teorija molekulskih orbitala (TMO)
Sve 2p AO sumeusobno paralelnete se preklapaju nastaje 6 novih molekulskih orbitala:
3 vezujue i
3 razvezijue.6 eje smeteno u3 vezujue MO:
simetrian -elektronski oblak,o2 kontinuirana el. oblaka koji lee iznad i
ispod ravni molekula.
El. gustina je ravnomerno rasporeena na svih6 C-atoma:
esu DELOKALIZOVANI.Benzen je stabilizovan delokalizacijom.
HH
H
H H
H.
p A.O.
C
C
.
CC
C
C.
. .
.
-
7/21/2019 Temperatura procesa
4/34
7
Teorija rezonancijeBenzen je rezonancioni hibriddve ekvivalentnegranine rezonancione strukture (I i II):
(I) (II) (III)
(pun krugsimbolizuje6 e-)
Strukture (I)i (II) se razlikuju samo po raspodelielktrona, imaju isti raspored atomskih jezgara.Stvarni elektronski raspored u molekulu benzena(rezonancioni hibrid) ne odgovara ni jednoj odgraninih struktura njihova je kombinacija.Struktura (III)je alternativni prikaz rezonancionog
hibrida (pun krug simbolizuje 6 e
).Kad smo govorili o toploti hidrogenizacije (H)benzena, rekli smo da je benzen mnogo stabilniji odciklinog triena:
razlika u energiji se zove:REZONANCIONAenergija iliDELOKALIZACIONAenergija iliAROMATINAstabilizacija iliAROMATINOSTbenzena.
Simetrina struktura benzena posledica jeuzajamnog dejstva i e u molekulu simetrini -skelet zajedno sa delokalizovanim el. oblakom inipravilan estougao.
8
HCKEL-OVO PRAVILO AROMATINOSTIPrimenom teorije molekulskih orbitala, Hckel jeutvrdio da aromatinu strukturu naroite stabilnostimogu imati samo oni ciklinisistemi koji imaju:
konjugivane "=" veze,planarnu strukturu ibroj delokalizovanih e= 4n + 2(gde je n
ceo broj; n = 0,1,2,3...).Planarni, ciklini molekuli sa 4ndelokalizovanih esu anti-aromatini.Benzen (n = 1):
aromatian sistem sa 6delokalizovanih e[(4 x 1) + 2 = 6].
Naftalen (n = 2):
aromatian sistem sa 10delokalizovanih e[(4 x 2) + 2 = 10].
Rezonancioni hibrid 3 granine rezonancionestrukture:
-
7/21/2019 Temperatura procesa
5/34
9
HH
H
H
H
H
H H
.
p A.O.
C
C
CC
C
C.
. .
.
C
C
.
CC
.
. .
.
simetrican el. oblak sa10 delokalizovanih e-
svih 10 C-atoma susp2hibridizovani
Br
Br
36
1
2
45
7
88a
4a
-polozaji: 1,4,5,8
-polozaji: 2,3,6,7
1-bromnaftalen
-bromnaftalen
2-bromnaftalen
-bromnaftalen
Antracen (n = 3):
aromatian sistem sa 14delokalizovanih e[(4 x 3) + 2 = 14].
10
AROMATINI MOLEKULI SA AROM
Hckel-ovo pravilo odnosi se i na naelektrisanemolekule, sve dok postoji ciklinadelokalizacija!!!
CIKLOPENTADIENILANJON
H H H
H ++..-
1,3-ciklopentadien ciklopentadienil-anjon
sp3 sp2
pKa = 16
1,3-ciklopentadien:NIJEplanaran:
4 C-atoma su sp2
hibridizovana1 C-atom je sp3hibridizovan.NIJEaromatian 4 -elektrona je delokalizovano na 4
C-atoma (ciklinu delokalizaciju spreava sp3hibridizovani C-atom).
H H
p A.O.
.
..
.sp3
-
7/21/2019 Temperatura procesa
6/34
11
ciklopentadienil-anjon:Planaranje:
svih 5 C-atoma su sp2hibridizovani.
Aromatianje:
preklapanjem svih 5 2p AOkoje su "" na ravan molekula(4 sa po 1 e+ 1 sa 2 e)
nastaje -elektronski oblak koji sadri 6 -elektrona (aromatini sekstet).
Prema Hckel-u, broj delokalizovanih 6-elektrona odgovara formuli: 4 x 1 + 2 = 6.Ciklopentadienil-anjonsadri 6delokalizovanih
-elektrona:"" ara je podjednako rasporeena na svih 5
C-atoma:
rezonancioni hibrid 5granicnih struktura
..-..
..
..
..-
--
-
-
Sve CC veze su jednake duine!
rezonancioni hibrid 5granicnih struktura
..-. .
.
..
...
-
--
--
H
. .
.
..
.
p A.O.
p A.O.
sp2
12
CIKLOHEPTATRIENILKATJON
H H Hsp3
1,3,5-cikloheptatrien
sp2
-H
+
-:
cikloheptatrienil-katjon(TROPILIJUM JON)
1,3,5-cikloheptatrien:NIJEplanaran:
6 C-atoma su sp2hibridizovana
1 C-atom je sp3hibridizovan.NIJEaromatian 6 -
elektrona je delokalizovano na 6C-atoma (ciklinu delokalizacijuspreava sp3hibridizovani C-atom).
H H
.
..
.
..
-
7/21/2019 Temperatura procesa
7/34
13
cikloheptatrienil-katjon:Planaranje:
svih 7 C-atoma su sp2hibridizovani.
Aromatianje:
preklapanjem svih 7 2pAO koje su "" na ravanmolekula (6 sa po 1 e+ 1prazna) nastaje -elektronski oblak koji
sadri 6 -elektrona (aromatini sekstet).Prema Hckel-u, broj delokalizovanih 6-elektrona odgovara formuli: 4 x 1 + 2 = 6.
Cikloheptatrienil-katjonsadri 6delokalizovanih-elektrona:
"+" ara je podjednako rasporeena na svih 7C-atoma:
++
+
itd. +
rezonancioni hibrid vie granicnih struktura
Sve CC veze su jednake duine!
H
prazna 2p AO
+
.
..
.
..
14
AROMATINA HETEROCIKLINAJEDINJENJA
N
H
O SN
..
......
..
pirol
furan tiofen ..piridin
Pirol, furan i tiofen imaju po 6delokalizovanih -
elektrona (aromatini sekstet):preklapanjem svih 5 p AO (4 sa po 1 e+ 1 sa
slob. el. parom) nastaje -elektronski oblak.
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
furan
..
sp2H.O.
O
.
..
..
C
C
C
C
.p A.O.
(u ravni prstena)
pirol
N
.
..
..
C
C
C
C
.p A.O.
tiofen
..S
.
.
.
..C
C
C
C
.p A.O. C-atomi su sp2hibridizovani
Heteroatomi (N, O i S) susp2hibridizovani ,i poseduju 1 delokalizovan el. par
sp2H.O.(u ravni prstena)
-
7/21/2019 Temperatura procesa
8/34
15
Piridin ima 6delokalizovanih -elektrona(aromatini sekstet):preklapanjem svih 6 p AO (sa po 1 e) nastaje -
elektronski oblak.
HH
H
H H
.
p A.O.
piridin
..
sp2H.O.
C
C
C C
C
N
.
. .
.
.
C-atomi i N-atom susp2hibridizovani
(u ravni prstena)
Sva pomenuta heterociklina jedinjenjazadovoljavaju Hckel-ovo pravilo aromatinosti:
ciklini, planarni sistemi sa konjugovanimdvostrukim vezama, koji imaju 6delokalizovanih-elektrona (4 x 1 + 2 = 6).
Da li su aromatini?
CH2CH3
+.ciklopentadienil-radikal ciklopentadienil-katjon etilbenzen
16
NOMENKLATURA SUPSTITUISANIH BENZENAMonosupstituisani benzeniImenuju se navoenjem imena supstituenta prerei benzen:
F NO2C
CH3 CH3
CH3
fluorbenzen nitrobenzen (1,1-dimetiletil)benzen(terc-butilbenzen)
Disupstituisani benzeniMogua su 3 razliita rasporeda.Oznaavaju se prefiksima:
1,2- (orto- ili o-); na susednim C-atomima,
1,3- (meta- ili m-); razdvojeni 1 C-atomom,
1,4- (para- ili p-); razdvojeni sa 2 C-atoma.Supstituenti se navode prema abecednom redu.
Cl
Cl
Br
NO2CH2CH3 C
H
CH3CH3
1,2-dihlorbenzen 1-brom-3-nitrobenzen 1-etil-4-(1-metiletil)benzen
(p-etilizopropilbenzen)1-etil-4-izopropilbenzen(o-dihlorbenzen) (m-bromnitrobenzen)
-
7/21/2019 Temperatura procesa
9/34
17
Tri- ivie-supstituisani benzeniObeleiti supstituente brojevima tako da imajunajmanju vrednost (kao pri imenovanjucikloheksana).Supstituenti se navode po abecednom redu.
NO2
ClO2N
Br
CH3
CH3
CH3NO2
NO2
O2N
4-brom-1,2-dimetilbenzen
1
1
23
24
3
2
34
1
56
2-hlor-1,4-dinitrobenzen
4
2-metil-1,3,5-trinitro benzen
Neki vaniji derivati benzena
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
OH COOH CH CH2C
O
H
metilbenzen(toluen)
1,2-dimetilbenzen(o-ksilen)
1,3-dimetilbenzen(m-ksilen)
1,4-dimetilbenzen(p-ksilen)
benzenol(fenol)
benzenkarboksilna kiselina(benzoeva kis.)
etenilbenzen(stiren)
benzenkarbakdehid(benzaldehid)
18
Chemical Abstract sugerie da se za fenol,benzaldehid i benzoevu kis. koriste njihovauobiajena imena!Supstituenti koji ine osnovu imena nalaze se naprvom C-atomu!
OH
BrBr
Br
COOH
NO2(2,4,6-tribromfenol) (p-nitrobenzoeva kis.)
Generiko ime supstituisanih benzena je AREN.Aren se kao supstituent navodi kao aril-grupa, Ar-.
Supstituent:C6H5- je fenil-grupa,
C6H5CH2- je fenilmetil-grupa (benzil-grupa).
-
7/21/2019 Temperatura procesa
10/34
19
Elektrofilnaaromatina supstitucija (EAS)
Karakteristian tip reakcije benzena i njegovihderivata.Benzen podlee r-ji supstitucije u prisustvuelektrofilne estice("+" naelektrisana estica kodkoje postoji tenja za primanjem elektrona).-Elektronski oblak predstavlja izvor elektrona za
vezivanje sa elektrofilom benzen posmatramo kaoLewis-ovu bazu.U r-ji EAS, dolazi do supstitucije H-atoma saaromatinog jezgra:
H
HH
HH
H
E
HH
HH
H
+ E +
elektrofil
+ H+
aromatican aromatican Mehanizam se sastoji iz 2 faze:
faza 1: elektrofilni napad elektrofil, E+,napada benzenovo jezgro i nastaje katjonskiinternedijer (-kompleks),
faza 2: gubitak protona katjonski intermedijergubi proton, pri emu se regenerie aromatino
jezgro.
20
Primer r-je elektrofilne aromatine supstitucije:NITROVANJEbenzenaBenzen se tretira sa konc. azotnom kis. uprisustvu sumporne kis. kao katalizatora:
NO2+ HNO3
H2SO4
Elektrofilna estica, E+, je nitronijum-jon (+NO2).Nastajanje +NO2:
OH NO
OH OSO3H HO N
O
OH
HO NO
OHO N O
+ :
..:
......
..
-+
+ :
:
......
..
- + HSO4-+
+
:
:.. ..
..-
+H2O + .. .... ..+
nitronijum-jon(planaran)
Neophodno prisustvo H2SO4, kao katalizatora!Uloga H2SO4 poveava konc.
+NO2.Nitrovanje benzena bez prisustva H2SO4je veoma
sporo zbog sporog autoprotonovanja HNO3(konc.+NO2je veoma mala).
-
7/21/2019 Temperatura procesa
11/34
21
Mehanizam r-je nitrovanja benzenafaza 1: elektrofilni napad
H
H
NO2H
NO2H
NO2
H
NO2
O N O
sp3
sporo
+ +
+
intermedirni heksadienil-katjontzv. -kompleks
(rezonancioni hibrid)
+ ..
..
......
..
(isprekidana linija:delokalizovanonaelektrisanje)
........
++
+NO2 reaguje sa molekulom benzena iz -aromatinog seksteta izvlai jedan el. par i tako sevezuje za C-atom prstena.Katjonski intermedijer:
preostala 4 -elektrona rasporeena su na 5 C-atoma
("+" ara je rasporeena na 5 C-atoma nijelokalizovana)
NIJEaromatian!Faza 1:
endotermna (TD nepovoljna),
spor stupanj, odreuje brzinu r-je.
22
faza 2: gubitak protona
H
NO2 NO2
brzo+
O-SO3H: ....-
+ HOSO3H
nitrobenzen
(jedna od 3rez. strukture)
O-SO3H - bazna cestica koja vri deprotonovanje-
intermedijarnikatjon
Intermedijarni katjon (nastao u fazi 1) otputaproton (H+).El. par kojim je H+bio vezan se vraa u jezgro formira se aromatini sekstet, uz oslobaanjeenergije aromatizacije!
Nastaje aromatini proizvod!Faza 2:
egzotermna (TD povoljna),
brz stupanj.
Vano: ukupna reakcija supstitucije je
EGZOTERMNA (H< 0).
-
7/21/2019 Temperatura procesa
12/34
23
Slika 1. Dijagram potencijalnih energija kojim seopisuje tok r-je nitrovanja benzena.
aromatian
sporo
H
+
+ ..
......
.... ...
.NO2
NO2
++ ..
..
......
.. ... .H
H
NO2
+ ..
..
......
..
-kompleks
+ NO2+
NO2 + H+
brzo
H< 0
aromatian
24
Primer r-je elektrofilne aromatine supstitucije:SULFONOVANJEbenzenaBenzen reaguje:
sa puljivom H2SO4(konc. H2SO4 sa 8% SO3) ili
sa konc. H2SO4(2H2SO4H3O
++ OSO3H + SO3)
SO3HSO3, H2SO4+ H2Os.t.
Elektrofil je sumpor trioksid, SO3:
S
O
OOS
O
OOS
O
OOS
O
OO
+
.
.. .
. ..
.... .
.
...
. ..
.... . ..
- + ... ....
. ..
..:: -
+ .....
.. .
::
-
Sumpor iz SO3je dovoljno elektrofilan da direktnonapadne benzen (jako elektron-privlano dejstvo 3elektronegativnija O-atoma).U strukturi SO3sve su veze jednake duine.
-
7/21/2019 Temperatura procesa
13/34
25
H
S
O
OO
SO3S
O
O
O
H
SO3H
sporo
-
+
.
.. .
. ..
.... . brzo
O-SO3H: ....-
-
+ H2SO4
.. .
.
..
..
. . . . ..
+
++ H3O
+ H2O
benzensulfonska kis.
sulfonovanje je reverzibilno!
Zagrevanjem benzensulfonske kis. sarazblaenom H2SO4, dolazi doDESULFONOVANJA:
SO3H H
+ H2OH2SO4
100 oC+ H2SO4
Reverzibilnost sulfonovenja ima primenu usintetskoj hemiji kontrola daljnjih supstitucija naprstenu!
26
ELEKTROFILNInapad na derivate benzena
Supstituentprisutan na benzenovom jezgru utiena reaktivnost i regioselektivnost (orijentaciju)elektrofilne aromatine supstitucije.Supstituenti:
aktivirajui(elektron-donori) poveavaju
reaktivnost benzenovogprstena, usmeravajuelektrofilni napad u orto- ipara-poloaje,
dezaktivirajui(elektron-akceptori) smanjujureaktivnost benzenovogprstena, usmeravajuelektrofilni napad u meta-poloaje.
Aktivirajuegrupe poveavaju elektronskugustinu u aromatinom prstenu.Dezaktivirajuegrupe je smanjuju.
donor
orto
para
orto
akceptor
meta meta
-
7/21/2019 Temperatura procesa
14/34
27
Tabela 1: Direkcioni efektisupstituenata ureakciji EAS
Aktivirajue grupe:o-i p-dirigujue
Dezaktivirajue grupe:m-dirigujue
Jako aktivirajue -NO2
-NH2(-NHR, -NR
2) -N(CH
3
)3
+
-OH -CN
Umerenoaktivirajue C
O
OH
-ORC
O
OR
N
H
C
O
R (acilamino)-SO
3H (sulfo)
O C
O
R (aciloksi) CO
H (formil)
Slabo aktivirajue CO
R(acil)
-C6H
5Dezaktivirajue grupe:o-i p-dirigujue
-CH3(-R) -F, -Cl, -Br, -I
Standard za poreenje je -H.
28
Elektronski uticaj bilo kog supstituenta odreen jemeusobnim dejstvom dvaju efekata:induktivnogirezonancionog.
Induktivni efekatPrivlaenje ili otputanje elektrona kroz vezu.Kontrolisan relativnom elektronegativnou atomai time indukovanom polarizacijom veza.Opada sa rastojanjem posle 3 veze praktinozanemarljiv.Moe biti:
pozitivan elektron-donorskiefekat, +I
negativan elektron-akceptorskiefekat,I.
Induktivni donori (+I)
-CH3i ostale alkil-grupe
Induktivni akceptori (I) -CF3 -NH2(-NHR, -NR2) -OR, -OH, -X (-F, -Cl, -Br, -I) -CHO, -COR, -COOH (-COOR),
-CN, -NO2, -SO3H, -N(CH3)3+
D
C
N
O
RA+
-
+
-
-
7/21/2019 Temperatura procesa
15/34
29
Rezonancioniefekat
Privlaenje ili otputanje elektrona kroz vezuusled preklapanja porbitala na supstituentu sa porbitalama na aromatinom prstenu.Moe biti:
pozitivan elektron-donorskiefekat, +R
negativan elektron-akceptorskiefekat,R.
Rezonancioni donori (+R)
-NH2(-NHR, -NR2)
-OR, -OH, -NHCOR
-X (-F, -Cl, -Br, -I)Sadre el. par koji moe da
bude delokalizovan u prstenu.Istovremeno pokazujuelektron-akceptorski induktivni efekat (I).
Koji efekat e preovladati zavisi od:
elektronegativnosti heteroatoma,
sposobnosti preklapanja porbitala na
supstituentu sa porbitalama na aromatinomprstenu.
. .
. .
. . Z
..
30
+Rpreovlauje kod:
-NH2(-NHR, -NR2), -OR, -OH, -NHCOR.+Refekat hidroksilne grupe:
OH OH OH OH
-
+
..
.. ..:
-
+
..
..
-
+
..
..
Kod halogena -X (-F, -Cl, -Br, -I) odnosI(jak) i+R(slabiji) efekta je takav da uslovljava njihoveslabe elektron-akceptorske osobine.
-
7/21/2019 Temperatura procesa
16/34
31
Rezonancioni akceptori(R)
-CHO, -COR, -COOH(-COOR) -CN, -NO2, -SO3H.
Sadre polarizovanunezasienu vezu, a vezani su zabenzenov prsten svojimpozitivnim (+) krajem.
Istovremeno pokazuju elektron-akceptorskiinduktivni efekat (I).RiIefekat deluju u istom smeru!Refekat nitro grupe:
NOO
NOO
NOO
NOO
+..
: ....
:.. +..
:..
:..---
+
..+..
:..
:..--
+
..+..
:..
:..--
+
. .
. .
. . Z+
32
Direkcioni efektisupstituenata u reakciji
elektrofilne aromatine supstitucijeAktivirajuagrupa:
aktivira svepoloaje u aromatinom prstenu,
diriguje u orto- i para-poloaj aktivira ih vienego meta-poloaj.
Dezaktivirajuagrupa:
dezaktivira svepoloaje u aromatinom prstenu,diriguje u meta-poloaj dezaktivira orto- i para-
poloaj vie nego meta-poloaj.Uticaj svake grupe, bilo da je aktivirajua ilidezaktivirajua, snaniji je na orto- i para-poloaj.
Tabela 2: Relativne brzine nitrovanja (rbn)
Y
Y OH CH3 H Cl NO2
rbn 1000 25 1 0,033 6x108
-
7/21/2019 Temperatura procesa
17/34
33
-CH3-grupa (+I, aktivirajua)
CH3 CH3NO2
CH3
NO2
CH3
NO2
++ HNO3H2SO4 +
58% 4% 38%metilbenzen
(toluen)1-metil-2-nitrobenzen
(o-nitrotoluen)
1-metil-3-nitrobenzen
(m-nitrotoluen)
1-metil-4-nitrobenzen
(p-nitrotoluen)
CH3 CH3E
H
CH3E
H
CH3E
H
E+ + +
+
narocito stabilnastabilniji katjon
orto-napad
CH3 CH3
E
H
CH3
E
H
CH3
E
H
+
E+
meta-napad
+
+manje stabilan katjon
CH3 CH3
H E
CH3
H E
CH3
H E
+
+
+
E+
narocito stabilnastabilniji katjon
para-napad
34
Katjonski intermedijer nastao pri orto- i para-
napadu je stabilniji od onog pri meta-napadu:orto- i para-napad daje intermedijarni katjon sa
rezonancionom strukturom u kojoj se "+" aranalazi na supstituisanom C-atomu.
-CH3-grupaotputa elektrone prema svimmestima u prstenu najjae prema C-atomu na
kome se nalazi.Stabilniji katjon nastaje relativno brzo, prekoprelaznog stanja relativno niske energije.Kod toluena nastaje supstitucija u orto- ipara-poloaju bre nego u meta-poloaju!
-
7/21/2019 Temperatura procesa
18/34
35
-OH grupa (+R i I, aktivirajua)
OH OH
NO2
OH
NO2
OH
NO2
++ HNO3H2SO4 +
40% < 2% 58%
(fenol) (o-nitrofenol) (m-nitrofenol) (p-nitrofenol)
OH OHE
H
OHE
H
OHE
H
OHE
HE+ + +
+
narocito stabilnaveoma stabilizovan katjon
orto-napad..
:..: ..::
.. +..
OH OH
E
H
OH
E
H
OH
E
H
+
E+
meta-napad
+
+manje stabilan katjon
..:
..:
..: ..:
OH OH
H E
OH
H E
OH
H E
OH
H E
+
+
+
E+
veoma stabilan katjon
para-napad..
:..
:..
:..
:
+
..
narocito stabilna
36
Katjonski intermedijer nastao pri orto- i para-
napadu je stabilniji od onog pri meta-napadu:orto- i para-napad daje intermedijarni katjon sa
rezonancionom strukturom u kojoj svaki atomima oktet elektrona.
Stabilniji katjon nastaje relativno brzo, prekoprelaznog stanja relativno niske energije.
Kod fenola nastaje supstitucija u orto- i para-poloaju bre nego u meta-poloaju!
-
7/21/2019 Temperatura procesa
19/34
37
-NO2grupa(RiI,dezakt
ivirajua)
NO2
NO
2
NO2
NO2
NO2
NO2
NO2
+
+
H
NO3
H2SO4
+
5%
93%
2%
(o-dinitrobenzen)
(m-dinitrobenzen)
(p-dinitrobenzen)
nitrobenzen
N
O
O
EH
NO2
EH
NO2
EH
NO2
E+
+
+
narocitonestabilna
veomadestabilizovankatjon
orto-napad
+
..
..:..
+
-
..N
O
O
EH
NO2
EH
NO2
E
H
NO2
+
E+
meta-napad
+
+
manjede
stabilizovankatjon
..
..:..
..
+
N
O
O
H
E
NO2
H
E
NO2
H
E
NO2
+
+
E
+
veomadesta
bilizovankatjon
para-na
pad
+
narocit
onestabilna
..
..:..
..
+
-
Katjonskiinte
rmedijernasta
stabilnijiodono
gpriorto-ipa
orto-ipara-
napaddajeint
rezonancion
omstrukturom
nalazinasupstituisanom
NO2grupaprivlaielektro
prstenunajja
esaC-atoma
ve
"+"C-atom
jemanjesklon
Manjedestab
ilizovankatjon
prelaznogstanjanieenergije
Kodnitrobenzenanastaje
poloajubrenegouorto-i
-
7/21/2019 Temperatura procesa
20/34
39
Tabela3.
Direkc
ioniefektisupstituenatau
reakcijiEAS
Supstituent
Reaktivnost
Orijentacija
Induktivniefekat
Rezonancioniefekat
-CH3
aktivirajua
Orto,para
Slab;otputa
elektrone
Nema
-OH
-NH2
aktivirajua
Orto,para
Slab;privlai
elektrone
Jak;otputaelektrone
-F,-Cl,-Br,-I
dezaktivirajua
Orto,para
Jak;privlaielektrone
Slab;otputaelektrone
-N(CH3)3+
dezaktivirajua
Meta
Jak;privlaielektrone
Nema
-NO2
-CN
-CHO,-COR
-COOH
(-COOR)
dezaktivirajua
Meta
Jak;privlaielektrone
Jak;privlaielektrone
40
AALLIIFFAATTIINNOO--AARROOMMAATTIINNIIUUGGLLJJOOVVOODDOONNIICCIISastoje se iz AROMATINOGi ALIFATINOGdela:ALKILBENZENI
CH2CH3 CH2CH2CH3
etilbenzen propilbenzen ALKENILBENZENI
CH CH2 CH2CH CH2
etenilbenzen(stiren)
(2-propenil)benzen(alilbenzen)
ALKINILBENZENIC CCH3C CH
(1-propinil)benzenetinilbenzen Na benzenovom jezgru moe biti vie od jednealifatine jedinice.Alifatino-aromatiniugljovodonici imaju dve vrste
hemijskih osobina:aromatini deo elektrofilna aromatina
supstitucija,
alifatini deo supstitucija po tipu radikala.Svaki deo molekula deluje na reaktivnost drugogdela i odreuje orijentaciju napada reagensa.
-
7/21/2019 Temperatura procesa
21/34
41
ALKILBENZENI
Dobijaju se reakcijom Friedel-Crafts-ovogalkilovanjabenzena (najbolja metoda za uvoenjealkil-grupe u prsten).Reaguju benzen i halogenalkan uz obaveznoprisustvo Lewis-ove kiseline, kao katalizatora.Reakcija elektrofilne aromatine susptitucije.
CH
CH3CH3
CH3 CH
CH3Cl
izopropilbenzen
AlCl3+ + HCl
2oRX
CH3 C
CH3
BrCH3
C
CH3CH3
CH3FeBr3
+ + HBr
(1,1-dimetiletil)benzen(terc-butilbenzen)3oRX
CH2 CH3
CH3 CH2 Cl
etilbenzen
AlCl3+ + HCl
1oRX
42
Mehanizam Friedel-Crafts-ovogalkilovanja
pomou izopropilh-hlorida (2RX)faza 1:aktiviranje halogenalkana (nastajanjekarbokatjona iz halogenalkana)
CH3 C
CH3Cl
H
CH3 C
CH3Cl AlCl3
H
CCH3
CH3
H
Cl AlCl3
:....
:
+ AlCl3 ....+ -
....
kompleks
nastao iz Lewis-ove kiseline iLewis-ove baze
+ +-
tetrahloraluminat
E +
elektrofilna cestica
(AlCl4 )-
Lewis-ova
kiselinabaza
Lewis-ova
2o
faza 2:elektrofilni napadH
CHCH3
CH3H H
CH(CH3)2H
CH(CH3)2
C
CH3CH3
H
sporo
+ +
+
intermedirni heksadienil-katjon
++
E +
elektrofilna cestica
-
7/21/2019 Temperatura procesa
22/34
43
faza 3:gubitak protona
Cl AlCl3
CH(CH3)2H
CH(CH3)2
brzo
(jedna od 3rez. strukture)
AlCl4- bazna cestica koja vri deprotonovanje-
intermedijarnikatjon
+
: ....
+ HCl + AlCl3regenerisanikatalizator
-
Mehanizam je potpuno analogan u sluajualkilovanja pomou 3 RX s tim to je E+3karbokatjon!!!ta je E+kada je alkilhalogenid 1?
Primer: Friedel-Crafts-ovoalkilovanje pomouhloretana
CH3 CH2 Cl CCH3Cl AlCl3CH3 C
:....
+ AlCl3+
kompleks
++
-
Lewis-ovakiselinabaza
Lewis-ova1o
NE nastaje
+H2
elektrofilni C-atom
AlCl4.... -
H2
Benzenov prsten napada kompleks nastao iz1 RX i Lewis-ove kiseline preko elektrofilnog C-atoma (C+)!
44
H
CH3 CH2 Cl AlCl3
CH2CH3H
CH2
CH3
Cl AlCl3
sporo+ ....
kompleks
++
brzo
(jedna od 3
rez. strukture)
intermedijarnikatjon
+
+ HCl + AlCl3
-
ELEKTROFILNInapad1
2 gubitak protona
1
2: ..
..+
-
Friedel-Crafts-ovaalkilovanja se mogu vritipomou alkoholai alkena jedinjenja koja mogubiti izvor karbokatjona:
R OH R OH2
C C C C
H
++H+..
.. ..+
H2OR
H++
CH3 CH
CH3OH
H CH
CH3CH3
CCH3
CH3
H
H2SO4+ + H2O
E + je +
-
7/21/2019 Temperatura procesa
23/34
45
H C(CH3)3
CCH3
CH3
CH3
C CH2
CH3
CH3
CCH2CH3
CH3
H2SO4+ + H2O
E + je +H+
OGRANIENJA FriedelCraftsovogalkilovanjaAril- i vinil-halogenidi ne reagujuVeoma su slabo reaktivni zbog jakeveze sp2hibridizovanog C-atoma i atoma halogena (po jainiizmeu C=X i CX veze).
H
Cl
CH2 CH Cl
AlCl3
NEMA reakcije
NEMA reakcije
Reakcija NIJE mogua na aromatinom
prstenu koji je vie dezaktiviran nego u sluajuaril-halogenida (kada se na prstenu nalazidezaktivirajua (m-dirigujua) grupa)
NO2
nitrobenzen
AlCl3+ RX NEMA reakcije
46
NEMA reakcije kada se na prstenu nalazi
amino- ili supstituisana amino grupa(-NH2,-NHR ili -NR2; grade kompleks sa katalizatorom)
NH2 NH2
AlCl3
AlCl3
..
++
-
anilin
POLIALKILOVANJE moe doi doviestrukog alkilovanja zato to je uvedena alkil-grupa aktivirajua (o- i p-dirigujua)
CH(CH3)2
CH(CH3)2CH(CH3)2
CH(CH3)2
CH(CH3)2CH3 CH3
AlCl3+
AlCl3
+
CH3CHClCH3CHCl
-
7/21/2019 Temperatura procesa
24/34
47
SKELETNO PREMETANJE1,2-pomakom
hidrida (:H) ili alkil grupe (:R) u strukturihalogenalkana, pod uticajem Lewis-ove kiselineTako nastaje stabilnija elektrofilna estica,KARBOKATJON, koja napada benzenov prsten!
CH3
CH2
CH3
CH3CH2CH2 Br
CH(CH3
)2
AlBr3+
+
70%30% Propilbenzen nastaje elektrofilnim napadomkompleksa:
CH3 CH2 Br Br AlBr3CH2 CCH3
:....
+ AlBr3+
kompleks
+
elektrofilniC-atom
..
.. -H2
Kako objasniti nastajanje izopropilbenzena?
CH CH2 BrCH3
H
CH CH3CH3....
: + AlBr3 +-
+AlBr4
E +
elektrofilnacestica
2o
Polazni brompropan podlee 1,2-hidridnompremetanju u prisustvu Lewis-ove kiseline nastaje stabilnija elektrofilna estica.
48
Kada elimo sintetizovati alkilbenzen sa ravnim
bonim nizom, koristimo rekciju FriedelCraftsovogalkanoilovanja, nakon ega sledi redukcija.
R C
O
Cl
C
O
RCH2 RAlCl3
+hloridkarboksilnekiseline
keton
Zn(Hg)
HCl,
(Clemmensen-ovaredukcija)
Friedel-Crafts-ovo
alkanoilovanje
alkilbenzen
HEMIJSKE OSOBINE ALKILBENZENA
KATALITIKOHIDROGENOVANJE
CH2CH2CH3
CH2CH2CH3CH CHCH3
3H2/Pt
100 atm, 150 oC
+ H2 Pt25 oC
(1-propenil)benzen propilbenzen
propilcikloheksan
-
7/21/2019 Temperatura procesa
25/34
49
OKSIDACIJAbonog niza
Energina oksidacija alifatini boni nizalkilbenzena je osetljiv na oksidaciju bez obzira naveliunu.Ovium procesom se raskidaju veze u benzilnompoloaju:
Ar CH
a) K2Cr2O7/H2SO4b) KMnO4/H2SO4ili NaOH/H2O
(kisela ili bazna sredina)
[O]
[O]
c) razbl. HNO3
ArCOOH
benzilnipoloaj
CH3
CH2CH3
COOH
COOH
KMnO4
H , +
1-etil-3-metilbenzen 1,3-benzendikarboksilna k .(izoftalna k.)
(CH3)2CH C(CH3)3 C(CH3)3HOOC
1-terc-butil-4-izopropilbenzen 4-terc-butilbenzenkarboksilna k .(p-terc-butilbenzoeva k.
K2Cr2O7/H2SO4
COOH
COOH1,2,3,4-tetrahidro-naftalen 1,2-benzendikarboksilna k.
(ftalna k.)
razbl HNO3
50
SUPSTITUCIJAu prstenu
Alkil-grupa diriguje ELEKTROFILNUaromatinusupstitucijuu o- i p-poloaju, slabo aktivira prsten.
CH3NO2
CH3
NO2
CH3SO3H
CH3
SO3H
CH3X
CH3
X
CH3
HNO3
H2SO4
SO3/H2SO4
+
(p-nitrotoluen)(o-nitrotoluen)
+
(p-toluensulfonska
kiselina)
(o-toluensulfonska
kiselina)
AlX3ili FeX3
X2
(X = Cl, Br)
+
(p-halogentoluen)(o-halogentoluen)
(toluen)
nitrovanje
sulfonovanje
halogenovanje
Cl2, AlCl3ili FeCl3Br2, AlBr3ili FeBr3
-
7/21/2019 Temperatura procesa
26/34
51
SUPSTITUCIJAu bonom nizu
Znamo da:
BrFeBr3
Br2
NEMA reakcijeh
Meutim, kada se na metilbenzen (toluen) delujehlorom ili bromom uz zagrevanje ili osvetljavanjeultraljubiastim svetlom, dolazi do supstitucije H-atoma metil-grupe.
CH2 H CH2 Cl+ Cl2ili h
+ HCl
Svaki H-atom koji je vezan za Csp3koji jevezan za benzenov prsten je tzv. BENZILNIH-atom.Viak halogena vodi viestrukoj supstituciji:
CH3 CHCl2CH2Cl
CCl3
- HCl
Cl2, h
(benzil-hlorid) (benzal-hlorid)
(benzotrihlorid)
(hlormetil)benzen (dihlormetil)benzen
(trihlormetil)benzen
- HCl
Cl2, h
- HCl
Cl2, h
Supstitucija benzilnih H-atoma je olakana!
52
Supstitucija po tipu
RADIKALA.Intermedijer u reakciji je veomastabilni BENZIL radikal.
STABILNOST BENZILRADIKALATeorija molekulskih orbitala (TMO)
p AOsa benzilnog C-atoma
se preklapa sa -sistemomprstena:
jedinstveni -oblak kojiobuhvata svih 7 C-atoma
nespareni e jeDELOKALIZOVAN.
Teorija rezonancijeBENZIL-radikal je rezonancioni hibrid4 graninerezonancione strukture (IIV):
CH2 CH2 CH2CH2
CH2
.
.
.
. ... ..
. . . . ... .
...
.
::
.
(I) (II) (III) (IV) (V) Struktura (V) alternativni prikaz rez. hibrida.Benzenov -sistem benzil-radikala stupa urezonanciju sa susednim radikalskim centrom:
DELOKALIZACIJAnesparenog e.
C
-radikalbenzil
.H2
H
H.
p A.O.
C
C
.
CC
C
C.
. .
.
C
.
-
7/21/2019 Temperatura procesa
27/34
53
Stabilnost slobodnih radikala opada u nizu:
benzil, alil >3 > 2 > 1 > metil >vinil
Lakoa stvaranja slobodnih radikala opada u nizu:
benzil, alil >3 > 2 > 1 > metil >vinil
Lakoa apstrakcije H-atoma opada u nizu:
benzil, alil >3 > 2 > 1 > metil >vinil
Slobodni radikal sadri manje energije, stabilnijije, to je energija potrebna za njegovo nastajanje(energija aktivacije, Ea) manja!!!Stabilniji slobodni radikal lake i bre nastaje.
54
Mehanizam BENZILNOGhalogenivanja na
primeru hlorovanja toluenaInicijacija
Cl Cl
ili h2Cl.atomhlora
PropagacijaPF1
CH2 H H Cl C+.
(benzil-radikal)
+ Cl. H2
fenilmetil-radikal
PF2
C Cl Cl CH2 Cl+ + Cl.
nastavlja LR
.H2
TerminacijaDo terminacije dolazi nekom radikalskomkombinacijom.
LakoaBENZILNOGhalogenovanja seobjanjava velikom stabilnou benzil-radikala(BENZILNAREZONANCIJA).
-
7/21/2019 Temperatura procesa
28/34
55
Alkilbenzeni sloenijeg bonog niza,
halogenovanjem daju smeu izomera:CH2CH3 CHCH3
Cl
CH2CH2 Cl
CHCH3
CH2CH2
Cl2, h+
91% 9%(1-hloretil)benzen (2-hloretil)benzen
. .
intermedijarniBENZIL-radikal
intermedijarni1o radikal
mnogostabilniji
CHCH3Br
CH2CH2 BrCH2CH3 Br2, h+
> 99% < 1%
Brom je manje reaktivan ali je selektivniji od hlora!
56
ALKENILBENZENI
DOBIJANJE ALKENILBENZENAMetode njihovog dobijanja ukljuuju eliminacijuatoma ili atomskih grupa sa dva susedna C-atoma.
Industrujsko dobijanje1. Dehidrogenovanje alkilbenzenaPrimer: Dobijanje stirena
CH2CH3 CH CH2CrO3.Al2O3
600 oC
etenilbenzen(stiren)
etilbenzen
Laboratorijsko dobijanje1. Dehidrohalogenovanje
CH CH2CHCH3Cl
(1-hloretil)benzen
KOH/alkohol
2. Dehidratacija
CH CH2CHCH3OH
H2SO4
1-feniletanol
-
7/21/2019 Temperatura procesa
29/34
57
Primer: Dehidrohalogenovanje (2-
hlorpropil)benzenaCH2 CH
Cl
CH3
CH CH CH3 CH2 CH CH2
KOH/alkohol
(1-propenil)benzen (2-propenil)benzen
1
NE nastaje
C=C veza jeKONJUGOVANA saaromaticnim prstenom
mnogostabilniji
(2-hlorpropil)benzen
Primer: Dehidratacija 1-fenil-2-propanolaCH2 CH
OH
CH3 CH CH CH3
(1-propenil)benzen
H2SO4
1-fenil-2-propanolJEDINI proizvod
58
HEMIJSKE OSOBINE ALKENILBENZENA
Najive nas zanima kakav uticaj ima aromatiniprsten na reakcije C=C veze u bonom nizu.
ELEKTROFILNAADICIJAHALOGENOVODONIKA NA KONJUGOVANEALKENILBENZENE
CH CH2 CHCH3BrH Br
etenilbenzen(stiren)
(1-brometil)benzen
..: :
Mehanizam
CH CH2
H Br
CH
CH3
CHCH3Br
etenilbenzen(stiren)
+ Br-
:+
+
INTERMEDIJER
sporo....
..
.. ::
BENZIL-katjon
brzo
ELEKTROFILNInapad(E je H )
1
2NUKLEOFILNInapad(Nu: je Br)-
+
-
+
1
2
(1-brometil)benzen
..: :
NIJE obican2okarbokatjon!!!
-
7/21/2019 Temperatura procesa
30/34
59
CH CH CH3H Cl
CHCH2CH3
Cl
CH2CHCH3
Cl
(1-propenil)benzen
..: : ..: :+
JEDINI proizvod
(1-hlorpropil)benzen (2-hlorpropil)benzenNE nastaje
Mehanizam
CH CH CH3H Cl
CHCH2CH3
Cl
CH2CHCH3Cl
C
H
CH CH3
H
CH CH
CH3H
(1-propenil)benzen
JEDINI proizvod
+
INTERMEDIJER
sporo
..
..
..
:
BENZIL-katjon
brzo
ELEKTROFILNI napad(E je H )
1
2 NUKLEOFILNInapad(Nu: je Cl)-
+
-
+
1
2
1 2
ELEKTROFILNInapad na C-2
ELEKTROFILNInapad na C-1
: :
brzo2
..: :
NE nastaje
NE nastaje
2o karbokatjon
NIJE obican2okarbokatjon!!!
+1 2
Cl
-
:+
..
.. :
1 2+
Cl
-
:+
..
.. :
Vano: BENZIL-katjon je znatno stabilniji odobinog 2 karbokatjona!
60
H Br
H
H
HBr H
Br
+.... :
INTERMEDIJER
1
2
ELEKTROFILNInapad na C-2
ELEKTROFILNInapad na C-1
Br -:+.... :
+
BENZIL-katjon
+
NE nastaje2o karbokatjon
1
2
1
2
sporo1
brzo2
brzo2
1
2 2
1
JEDINI proizvod
STABILNOST BENZIL-KATJONA
Stabilnost karbokatjona opada u nizu::C
C
R
R R
CH2 CH C
C
R
R H
C
H
R HC
H
H HCH2 C
+H2
+
+H2
>
+
>+
>+
H2+
>
benzil, 3 > alil, 2 > 1 > metil >vinil
-
7/21/2019 Temperatura procesa
31/34
61
Predloite sinteze navedenih jedinjenja iz datog
reaktiva, koristei potrebne neorganske reagense:a) etinilbenzena iz etilbenzena
CH2CH3 CH CH3Br
CH CH2CH CH2Cl Cl
C CH
Cl2
CCl4
Br2,
KOH/alkohol
2KOH/alkohol
b) fenil-metil-ketona iz etilbenzena
C CH CH2C
OH
C
O
CH3
H2O
H2SO4, HgSO4
fenil-metil-keton
kao pod a)
62
Predloite sinteze navedenih jedinjenja iz benzena,
koristei potrebne neorganske reagense:a) p-brombenzensulfonske kiselineb) m-brombenzensulfonske kiseline
Br
SO3H
Br
SO3H
Br
SO3HSO3H
Br
Br2
FeBr3+
SO3/H2SO4
SO3/H2SO4
Br2
FeBr3
o- i p-izomer semogu razdvojiti
G.P.
c) p-bromnitrobenzena
d) m-bromnitrobenzenaBr
NO2
Br
NO2
Br
NO2
Br
NO2Br2
FeBr3
HNO3/H2SO4
Br2
FeBr3
HNO3/H2SO4
+
o- i p-izomer semogu razdvojiti
G.P.
Kod elektrofilnog napada na monosupstituisanebenzene, p-derivat je najee glavni proizvod (izsternih razloga je olakan prilaz E+u p-poloaju)!
-
7/21/2019 Temperatura procesa
32/34
63
ELEKTROFILNI NAPAD NA DISUPSTITUISANE
BENZENEJako aktivirajue grupe imaju prednost nadumereno ili slabo aktivirajuim a ove poslednje naddezaktivirajuim grupama (fol.27):
-NH2> -OH > OCH3> NHCOCH3> CH3, C6H5> m-dirigujuce
JAKOaktivirajuce (o,p)
UMERENOaktivirajuce (o,p)
SLABOaktivirajuce (o,p) dezaktivirajuce (m)
OH
CH3
OH
CH3
NO2HNO3H2SO4
o-CH3
o-OH
CH3
NO2
CH3
NO2
NO2
CH3
NO2
NO2O2N
NO2
NO2O2N
COOH
HNO3
H2SO4
HNO3
H2SO4
KMnO4
o-CH3m-NO2
64
Predloite sinteze navedenih jedinjenja iz toluena,
koristei potrebne neorganske reagense:a) 2-brom-4-nitrotoluenab) o-, p-i m-nitrobenzoeve kiseline
CH3 CH3
NO2
CH3NO2
CH3
NO2
Br
NO2
COOH COOH
NO2
COOH
COOH
NO2
HNO3
H2SO4+
Br2FeBr3
KMnO4KMnO4
KMnO4
HNO3H2SO4
Ako su grupe meusobno u metapoloaju ondase na C-atomu izmeu njih supstitucija skoro neodigrava zbog STERNIH smetnji.
O
Cl
O
Cl
SO3H
O
Cl
HO3SO
Cl
SO3HCH3
SO3/H2SO4
CH3CH3 CH3
++
STERNE smetnjenapadu E+
o-OCH3
p-OCH3
o-OCH3o-Clp-Cl
o-Cl
jako malo
-
7/21/2019 Temperatura procesa
33/34
65
CH3
CH3
CH3
CH3
NO2HNO3H2SO4
4 ekv. poloaja CH3
CH2CH3
CH3
CH2CH3
NO2
CH3
CH2CH3
NO2
HNO3
H2SO4
po 2 ekv. poloaja
+
CH3
CH3
CH3
CH3NO2
CH3
CH3
NO2o-CH3
o-CH3
o-CH3p-CH3
p-CH3o-CH3
HNO3
H2SO4
+
jako malo
STERNE smetnjenapadu E+
CH3CH3
CH3CH3
NO2
CH3CH3O2N
HNO3
H2SO4
+
o-CH3
o-CH3
p-CH3
p-CH3
po 2 ekv. poloaja
66
NHCOCH3
Br
NHCOCH3
Br
ClCl2AlCl3
o-NHCOCH3
o-Br
Nastaje samo jedan proizvod dirigujue dejstvoNHCOCH3grupe je daleko jae.
REVERZIBILNO SULFONOVANJEKAOZATITNI POSTUPAK U SINTEZI
C(CH3)3 C(CH3)3
NO2
C(CH3)3NO2
C(CH3)3
SO3HC(CH3)3
SO3H
NO2
C(CH3)3
NO2
HNO3
H2SO4+
10%90%G.P.
SO3/H2SO4
HNO3
H2SO4
H2O, H2SO4
100 oC
DEsulfonovanje
sulfonovanje
JEDINIproizvod
1-terc-butil--2-nitrobenzen
1-terc-butil--2-nitrobenzen
sulfo grupatiti p-poloajod supstitucije
veomavoluminozna
-
7/21/2019 Temperatura procesa
34/34
67
Zadatak: Prikaite sintezu p-hlorstirena iz
etilbenzena
CH CH2
Cl
CHCH3Br
Cl
CH2CH3 CH2CH3
Cl
CH2CH3Cl
Cl2FeCl3
+
Br2, KOH/alkohol
Alkenilbenzeni halogenovani u prstenu, sintetiuse tako to se C=C veza u bonom nizu stvaranakon to je halogen uveden u prsten!
U supsrotnom, prvo bi dolo do adicije halogenana dvostruku vezu, a tek nakon toga do sustitucije uprstenu.