Bài giảng hidrocacbon đa nhân

Hyđrocacbon thơm hay còn gọi là aren bao gồm benzen và đồng đẳng của nó, hyđrocacbon thơm nhiều nhân, hợp chất thơm không chứa vòng benzen. Tên gọi thơm xuất phát từ chỗ những hợp chất đầu tiên tìm được thuộc loại này có mùi thơm khác nhau. Tên thơm vẫn được giữ cho đến ngày nay, mặc dầu nhóm hyđrocacbon thơm bao gồm cả những hợp chất không có mùi thơm. Chúng thể hiện tính chất thơm tương tự benzen. Hiđrocacbon thơm là loại hyđrocacbon mạch vòng có tính chất thơm mà benzen là điển hình và quan trọng nhất.

HYDROCARBON ĐA NHÂN THƠM

1

1 Cấu tạo và danh pháp

Có 2 loại :

- Các vòng lk với nhau bằng lk đơn

Biphenyl p-terphenyl

Acid 2,6-dichloro-5-biphenylcarboxylic

- Các vòng ngưng tụ với nhau

coronen

•Nguyên tắc đánh số

Đánh trên chu vi của h/c đa nhân thơm theo ng/tắc:

 Tổng số nhân lớn nhất phải nằm theo trục ngang

 Số tối đa các nhân khác phải nằm cao hơn hết về bên phải, trên

trục ngang

3

sai đúng

 Đánh số từ nhân cao nhất về bên phải và tiếp tục theo chiều kim

đồng hồ (bỏ cạnh tiếp hợp các nhân, không đánh số những carbon chung của các vòng).

 Đối với h/c đa vòng ngưng tụ phức tạp:

xem chúng như là dẫn xuất của các h/c ngưng tụ đơn giản

Naphto [1,2-a] pyren

Dibenzo[a,j] antracen

5

anthracen

2 Biphenyl

2.1 Tổng hợp

• P/p Berthelot: Nhiệt phân benzen ở t o cao/ống sắt

• P/p Ullman: Nung iodobenzen với bột đồng

• P/ứ thế ái điện tử

• Phản ứng chuyển vị benzidin

4,4’-diaminobiphenyl

2.2 Cấu tạo:

Hai nhân benzen của biphenyl ở trên 2 mp tạo 1 góc 45 o do 2 cặp H ở các vị trí 2,2’,6,6’ tương tác với nhau

Sự có mặt các nhóm thế ở vị trí 2,2và 6,6’ cản trở sự quay của 2 vòng

xp lk đơn dẫn đến có các đpqh

Acid 6,6’-dinitro-2,2’-biphenyldicarboxylic

2.3 Tính chất hóa học:

Giống benzen Phản ứng thế ái điện tử ưu tiên xảy ra ở vị trí 2,4; p/ứ xảy ra ở vị trí 4 dễ hơn 2

Acyl hóa bằng acetyl chlorid xảy ra ở 4,4’.

Nitro hóa xảy ra ở 4 Brom hóa xảy ra ở 4 hoặc 4,4’

3 Biphenylmethan và triphenylmethan

Điều chế: bằng p/ứ Friedel-Crafts

Biphenylmethan

Triphenylmethan

Các lk C-H của di và triphenyl rất linh động Dễ bị thế và dễ bị oxy hóa

4 Naphthalen

β’

β’

β β

Hệ thống liên hợp có 10eπ E cộng hưởng 40kcal.mol -1 , < E cộng hưởng của 2 vòng benzen do đó có khả năng p/ứ cao hơn benzen

 Các phản ứng hóa học của benzen:

4.1 Phản ứng thế ái điện tử:

Tham gia các p/ứ halogen hóa, nitro hóa, sulfonic hóa, alkyl hóa và acyl hóa theo Friedel-Crafts

Nitro hóa naphthalen tạo hỗn hợp 1 và 2-nitronaphthalen

4.2 Phản ứng cộng hợp:

1,2,3,4-tetrahydronaphthalen

TETRALIN

Bicyclo[4,4,0]decan

DECALIN

4.3 Phản ứng oxy hóa:

anhydridphtalic

1,4-naphtoquinon

5 Antracen

Tổng hợp:

2-methylbenzophenol

Tính chất:

Tính thơm kém naphthalen (ΔΕ=351,5 kj.mol-1).

Các p/ứ oxi hóa, khử hóa, halogen hóa, p/ứ Diels-Alder xảy ra ở vị trí 9, 10 P/ứ sulfon hóa xảy ra ở vị trí 1 và 2

6 Phenanthren

Tổng hợp:

Phản ứng:

- Phản ứng thế ái điện tử.

- Liên kết ở vị trí 9,10 thể hiện t/c của lkết đôi C-C