Мета роботи: Провести відповідні хімічні досліди, визначити відмінності у хімічних властивостях ароматичних та циклічних ненасичених вуглеводнів

Тривалість виконання: 2 год.

Теоретична частина

 

Для проведення дослідів як джерело циклічних сполук використаний скипідар. Основною частиною скипідару є терпени, зокрема, пінени [1, c.589-594]. Пінени –це біциклічні ненасичені сполуки:

І - 2,6,6-триметилбіцикло[3.1.1]гепт-2-ен (α-пінен);

ІІ - 2-метилен-6,6-диметилбіцикло[3.1.1]гептан (β-пінен);

ІІІ - 2,6,6-триметилбіцикло[3.1.1]гепт-3-ен (δ-пінен).

Найбільший вміст у скипідарі α-пінену (І). α-Пінен проявляє властивості характерні для алкенів (реакції приєднання (A_E, A_R), окиснення). Окрім цього, α-пінен легко окиснюється киснем повітря з утворенням оксиду та атомарного кисню, який з О₂ утворює озон.

Утворення атомарного кисню можна засвідчити окисно-відновною реакцією з KI:

2 KI + О^, + Н₂О 2 КОН + І₂.

При проведенні цієї реакції з додаваням розчину крохмального клейстеру з^,являється темно-фіолетове забарвлення, що свідчить про утворення І₂.

Характерними реакціями, які відрізняють бензен, толуен і інші ароматичні вуглеводні від алкенів, циклічних ненасичених сполук з одним або двома π-зв^’язками, є реакції електрофільного заміщення (S_E). Найважливіші реакціїS_E [1, 609-630]:

- нітрування (дія концентрованими HNO₃ i H₂SO₄);

- галогенування (дія Cl₂, Br₂ при наявності кислоти Льюїса:FeBr_3, AlCl₃

та ін.);

- алкілування (реакція Фріделя-Крафтса, дія, зокрема, алкілгалогенідом при наявності кислот Льюїса);

- ацилювання (реакція Фріделя-Крафтса, дія ацилгалогенідами при наявності кислот Льюїса);

- сульфування (дія концентрованою H₂SO₄ або олеумом).

 

В кожній із наведених реакцій утворюється певний електрофіл (Х⁺), але механізм електрофільного заміщення однаковий

.

Принципова відмінність взаємодії алкенів і ароматичних вуглеводнів з електрофілами визначається подальшим перетворенням утвореного карбокатіона. У алкенах відбувається швидка взаємодія з аніоном (Y^-)

, у ароматичних вуглеводнях σ –комплекс не взаємодіє з Y^- з утворенням продукту приєднання, оскільки останній втрачає ароматичність.

Є значні відмінності у взаємодії ненасичених сполук, бензену і його гомологів з окисниками. Алкени досить легко окиснюються. Бензен не окиснюється дією KMnO₄ при наявності сульфатної кислоти, а його гомологи окиснюються легко з утворенням бензойної кислоти (довжина алкільного фрагменту немає значення, завжди утворюється бензойна кислота). Якщо з бензольним кільцем зв^’язано два бокових ланцюга, то утворюється відповідна двохосновна ароматична кислота.

 

Експериментальна частина

Усі досліди проводити у витяжній шафі