АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Ароматические соединения

Ароматические соединения (от греч. árômа — благовоние), класс органических циклических соединений, все атомы которых участвуют в образовании единой сопряжённой системы; p-электроны такой системы образуют устойчивую, т. е. замкнутую, электронную оболочку. Название "А. с." закрепилось вследствие того, что первые открытые и изученные представители этого класса веществ обладали приятным запахом. Простейшее А. с. — бензол (1). К А. с. относятся также нафталин (II),антрацен (III), фенантрен (IV) и др. соединения, содержащие конденсированные бензольные кольца, а также различные их производные.

Выделение А. с. в особый класс органических соединений обусловлено рядом соображений. Бензол C₆H₆, содержащий формально 3 двойные связи, должен обладать свойствами сильно ненасыщенного соединения; между тем бензол и др. А. с. не изменяются при действии перманганата калия на холоду, не присоединяют тотчас же бром, как это наблюдается в случае олефинов, содержащих двойные связи. Для А. с. характерна лёгкость замещения атомов водорода, связанных с атомами углерода в бензольном кольце, при действии различных электрофильных реагентов (см. Нуклеофильные и электрофильные реагенты). Так, при действии азотной кислоты на бензол образуется нитробензол: C₆H₆ + HNO₃ ® C₆H₅NO₂ + H₂O.

Аналогичные процессы электрофильного замещения происходят и при сульфировании, галогенировании, ацетилировании А. с., которые при этом ведут себя скорее как насыщенные, чем как ненасыщенные соединения. Следует, однако, иметь в виду, что лёгкость реакций замещения и затруднённость реакций присоединения к А. с. носят лишь количественный характер; в определённых условиях бензол присоединяет три молекулы хлора с образованием гексахлорциклогексана C₆H₆Cl₆; гидрирование нафталина ведёт к присоединению пяти молекул водорода с образованием декалина.

А. с. очень устойчивы; образуются из других классов соединений в жёстких условиях. Так, бензол можно получить из ацетилена при 650°C в присутствии активного угля; бензол образуется также при дегидрировании ("ароматизации") циклогексана (V).

Заместители в А. с. приобретают особые свойства. Например, фенолы обладают более кислыми свойствами, чем спирты, а нитрофенолы в этом отношении приближаются к карбоновым кислотам. Ароматические амины значительно более слабые основания, чем алифатические; для ароматических аминов, например анилина

C₆H₅NH₂, характерна реакция с азотистой кислотой — диазотирование, приводящая к диазосоединениям, широко применяемым в производстве красителей. А. с. чрезвычайно многочисленны и имеют большое практическое значение. Так, ароматич. нитросоединения, сульфокислоты, фенолы, амины являются полупродуктами синтеза многих красителей, лекарственных веществ; фенолы, стирол, терефталевую кислоту используют для синтеза полимеров; из толуола получают взрывчатое вещество тротил и т.д.

Характерные особенности этого класса соединений могут быть объяснены тем, что А. с. на самом деле не содержат чередующихся простых и кратных связей; все связи в бензоле равноценны и совершенно выравнены; расстояния между атомами углерода в бензоле промежуточны между значениями межатомных расстояний в случае простой двойной связей. Поэтому строение бензола теперь предпочитают изображать не обычной формулой (1), а формулой (1а). Для бензола и др. А. с. характерно, что все p-электроны образуют устойчивую "замкнутую" электронную оболочку.

Позже было найдено, что сходными с А. с. свойствами обладают и многие другие "небензоидные" соединения. В первую очередь следует назвать ненасыщенные пятичленные гетероциклические соединениятипа фурана, тиофена, пиррола. Ароматическими свойствами обладают и шестичленные гетероциклические соединения типапиридина

Известны небензоидные А. с., скелет которых состоит только из атомов углерода; к их числу относятся такие стабильные органические ионы, как катион тропилия (VI), анион циклопентадиенила (VII), биполярные соединения типа азуленов (VIII) и др. Ароматическими свойствами обладают и некоторые неорганические соединения, например боразол (IX), фосфонитрилхлорид (X). Ароматичность бензоидных и небензоидных соединений, проявляющаяся в способности вступать в реакции электрофильного замещения, соответствует ряду: анион VII > пиррол > бензол ® пиридин > тропилий; способность к реакциям нуклеофильного замещения изменяется в обратном порядке.

Фуран

Фуран, фурфуран, гетероциклическое соединение; бесцветная жидкость с запахом хлороформа, t _kип 31,33°C. Ф. — родоначальник большой группы органических соединений, многие из которых имеют практическое значение, например фурфурол, тетрагидрофуран, a-метилфуран (сильван).

Получают Ф. главным образом из фурфурола. Ф. — промежуточный продукт в синтезе тетрагидрофурана, используется также для получения пиррола (реакцией с NH₃ в присутствии A₂O₃). См. также Фурановые смолы.

Тиофен

Тиофен, гетероциклическое соединение, бесцветная жидкость с запахом, напоминающим запах бензола; t _nл—38,3 °С, t _кип 84,1 °С; плохо растворим в воде, хорошо — в органических растворителях.

Т. содержится в бензольной фракции каменноугольной смолы (откуда его и выделяют), а также в продуктах полукоксования поволжских сланцев. Синтетически Т. можно получить, например, пиролизом смеси натриевой соли янтарной кислоты с трёхсернистым фосфором, из бутана и серы, из фурана (метод Ю. К. Юрьева). Т. — типичное ароматическое соединение: легко галогенируется, сульфируется, алкилируется. Некоторые производные Т. используются как биологически активные вещества (например, модифицированные пенициллины, антигельминтные препараты), комплексоны (например, тенаилтрифторацетон).

Пиррол

Пиррол, гетероциклическое соединение, бесцветная жидкость, быстро темнеющая на воздухе; t _nл — 23,42 °С, t _кип130 °C, плотность 0,9698 г/см³ (20°C), умеренно растворима в воде.

П. — очень слабая кислота; с калием или безводным едким кали образует соль. П. осмоляется при действии кислот, легко окисляется; гидрируется H₂ над Ni при 200 °С до пирролидина. Впервые выделен из каменноугольной смолы. В промышленности П. получают сухой перегонкой аммониевой соли слизевой кислоты или пропусканием смеси фурана и NH₃ при 400—450 °С над Al₂O₃. Ядро П.—структурный фрагмент молекул порфиринов. Используется для получения пирролидина, при синтезе фармацевтических препаратов, например антисептического средства иодола (тетраиодпиррола).

Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 814 | Нарушение авторских прав