Классификация, изомерия, номенклатура
Различают два вида галогенопроизводных ароматических углеводородов.
1.Вид соединения галогена с углеродом ароматического кольца
а) Моногалогенопроизводные
хлорбензол | о-хлортолуол | м-хлортолуол | п-хлортолуол |
б) Полигалогенопроизводные
о-дихлорбензол | м-дихлорбензол | п-дихлорбензол | гексахлорбензол |
2.Вид соединения галогена с углеродом боковой цепи.
а) моногалогенпроизводные
хлористый бензил
б) полигалогенпроизводные
хлористый бензилиден | бензотрихлорид |
Получение
1.Действие галогенов на ароматические углеводороды (см.свойства ароматических углеводородов, реакции электрофильного замещения);
2. Из первичных ароматических аминов через соли диазония.
CuCl
C6H5NH2 + O=N-OH + HHal C6H5N2Hal C6H5Hal + N2
-2H2O
(подробнее см.получение и свойства ароматических диазосоединений).
3. Получение соединений с галогеном в боковой цепи.
а) реакция хлорметилирования
+ | ZnCl2 + HCl -H2O | |||
формальдегид | хлористый водород | хлористый бензил |
б) замещение группы ОН в ароматических спиртах на галоген
C6H5CH2OH + HCl C6H5CH2Cl
-H2O
хлористый бензил
Физические свойства галогенопроизводных ароматических углеводородов
Жидкости или твердые вещества, практически нерастворимы в воде. Плотность больше 1. Соединения с Hal в боковой цепи обладают раздражающим запахом и слезоточивым действием.
Химические свойства
Галогенопроизводные ароматических углеводородов обладают в основном теми же свойствами, что и галогенопроизводные жирного ряда, но отличаются различной активностью в реакциях нуклеофильного замещения атома галогена.
а) соединения 1 типа (галоген связан с углеродом ядра) вступают в реакции нуклеофильного замещения галогена с большим трудом. Так, реакция гидролиза хлорбензола протекает под действием водного раствора щелочи лишь при 300-3500С, под давлением и в присутствии катализатора – мелко раздробленной меди.
300-3500C P, Cu + NaOH NaCl + |
Причиной является наличие эффекта р- -сопряжения неподеленной пары электронов хлора и -электронов кольца. Благодаря этому уменьшается полярность связи С-Cl, уменьшается положительный заряд у углерода, что затрудняет атаку нуклеофильного реагента.
Подвижность хлора может быть увеличена, если в о- или п-положение к Hal ввести нитрогруппу, т.к. электроноакцепторная нитрогруппа способствует увеличению + у углерода, связанного с галогеном.
Замещение Hal в ядре идет по механизму SN2 через промежуточную стадию образования дегидробензола.
+ NaOH -NaCl -H2O | HOH | ||||
п-хлортолуол | дегидротолуол | м-крезол, 50% | |||
п-крезол |
б) Галогенопроизводные с галогеном в боковой цепи (у -углеродного атома), наоборот, более активны, чем соединения жирного ряда (ведут себя как соединения аллильного типа).
Причина – в промежуточном образовании очень устойчивого сопряженного карбиона, благодаря чему реакции идут всегда по механизму SN1, например,
медленно Cl- + диссоциация на ионы | быстро HOH | +H+ | |||
Хлористый бензил А |
r=k[A]
Кроме реакций нуклеофильного замещения, ароматические галогенопроизводные дают реакцию образования металлорганических соединений.
Значение: галогенопроизводные ароматического ряда используются в качестве растворителей и ядохимикатов.