Многоядерные и конденсированные углеводороды

Конденсированные ароматические углеводороды: нафталин, фенантрен, антрацен, тетрацен и другие представители гомологического ряда аценов. Номенклатура. Гомологическая разность. Нумерация атомов в циклах. Соблюдение правила Хюккеля. Доказательство наличия двух бензольных колец в нафталине (окисление 1-нитро- и 1-аминонафталинов). Получение нафталина из среднего масла каменноугольной смолы, синтез из ацетилена циклопентамеризацией. Физические свойства (температура плавления, запах, растворимость, идентификация в виде донорно-акцепторного комплекса с пикриновой кислотой).

Структура нафталина: длины связей, валентные углы, ароматичность, сопоставление с бензолом. Частично диеновый характер циклов в нафталине. Склонность как к реакциям электрофильного замещения, так и к реакциям 1, 3-диенов.

Электрофильное замещение в нафталине. Введение одного и двух заместителей. Правила ориентации при замещении в нафталине. Нитрование, галогенирование (хлорирование и бромирование, отсутствие необходимости катализатора), алкилирование, ацилирование. Хлорметилирование при действии параформа и хлороводорода. сульфирование нафталина при низких и высоких температурвх. Кинетический и термодинамический контроль ориентации сульфогруппы. Аналогия с процессом сульфирования толуола.

Восстановление нафталиновых колец. Окислеие нафталина кислородом воздуха, синтез фталевого ангидрида. Эффекты заместителей при окислении. Восстановление 1- и 2-нитронафталинов (синтез аминонафталиннов), синтез изомерных нафтолов из солей сульфокислот. Азосочетание с нафтолами, нафтиламинами, аминонафтолами. Правила ориентации диазокатиона в кислой и щелочных средах.

Антрацен. Строение, нумерация атомов. Источники (антраценовое масло). Физические свойства. Строение и нумерация атомов. Реакции электрофильного замещения в мезо-положениях, реакция Дильса-альдера по 9 и 10 положениям. Сходство химических свойств антрацена и нафталина. Хлорирование, нитрование.

Окисление с образованием антрахинона. Синтез антрахинона из бензола и фталевого ангидрида. Реакции электрофильного замещения. Нитрование, сульфирование. Синтез оксиантрахинонов. 1, 2-диоксиантрахинон (ализарин). Понятие о протравном крашении, образование комплексов ализарина с солями металлов.

Фенантрен. Структура, нумерация атомов. Сходство химических свойств со свойствами антрацена. Структура циклопентанопергидрофенантрена.

Понятие о многоядерных конденсированных углеводородах. Пирен, бенз[а]пирен, перилен. Канцерогенные структуры.

Дифенил. Структура, нумерация атомов углерода, номенклатура производных. Синтез дифенила по реакциям Вюрца-Фиттига из бромбензола и натрия, из иодбензола и меди, из бензидина по реакции диазотирования и восстановления диазосоединения метанолом. Химические свойства. Реакции электрофильного замещения (нитрование, галогенирование, сульфирование). Ориентация электрофила.

Многоядерные ароматические углеводороды. Дифенилметан. Структура, нумерация атомов. Температура плавления 26°С. Синтез конденсацией бензилхлорида и бензола, бензола и дихлорметана, бензола и формальдегида. Конденсирующие средства (хлориды алюминия и цинка). Химические свойства дифенилметана по ароматическим кольцам (электрофильное замещение) и по метиленовому звену (свободнорадикальное галогенирование). Превращения производных дифенилметана: хлорирование, гидролиз, окисление до бензофенона. Бензофенон. Синтез из бензола и бензоилхлорида, нумерация атомов. Синтез кетона Михлера из диметиланилина и фосгена.

Трифенилметан. Синтез конденсацией бензола и хлроформа, бензола и бензилиденхлорида, бензола и бензальдегида. Структура и химические свойства. Реакции по метиновой группе. Синтез аурамина из кетона Михлера как пример получения дифенилметанового красителя аурамина (карцероген, запрещено в СССР, производится в Индии). Конденсация диметиланилина с бензальдегидом как пример синтеза тетраметилдиаминотрифенилметана (прекурсор для красителя малахитовый зеленый). Тетраэтилдиаминотрифенилметан как прекурсор для красителя бриллиантовый зеленый). Фуксин. Фенолфталеин, структура и синтез из фенола и фталевого ангидрида. Изменение структуры фенолфталеина в щелочной среде. Флюооресцеин, синтез из фталевого ангидрида и резорцина. Эозин (тетрабромфлюоресцеин).