Aromatik uglevodorodlar – Benzol
" Aromatik " so'zi tom ma'noda "xushbo'y" degan ma'noni anglatadi. Aromatik birikmalar benzol va kimyoviy shakl jihatidan benzolga o'xshash va aromatik xususiyatga ega bo'lgan birikmalar sifatida belgilanishi mumkin. Benzol va uning tuzilishi quyidagicha:
Ushbu qo'sh o'qning ma'nosi "ikki tuzilma bir-birining rezonansli gibridlari" degan ma'noni anglatadi. Aromatik belgining aniq ta'rifi bo'lmasa-da, tajriba ma'lumotlariga asoslanib, aromatik xarakterga tushuntirish berishimiz mumkin:
1. Aromatik birikmalar molekulyar formulalari bo'yicha to'yinmaganligini ko'rsatadigan, lekin odatda to'yinmagan birikmalarga xos bo'lgan qo'shilish reaktsiyalarini bermaydigan birikmalardir. Boshqa tomondan, ular tegishli sharoitlarda H2SO4, HNO3 va Br2 kabi reagentlar bilan ion almashinuvi reaktsiyalarini beradi.
2. Aromatik birikmalar siklik (siklik) tuzilishga ega bo'lgan tekis (yoki deyarli tekis) molekulalardir. Aromatik halqalar odatda besh, olti yoki etti a'zodan iborat bo'ladi.
3. Aromatik birikmalar oksidlanishga chidamli birikmalardir. Masalan, ular sovuq KMnO4 yoki HNO3 bilan oksidlanmaydi.
Aromatik birikmalar tarixi
Aromatik so'zning kimyoviy atama sifatida birinchi qo'llanilishi 1855 yilda Avgust Vilgelm Xofmanning fenil radikalini o'z ichiga olgan birikmalar haqida yozgan maqolasida bo'lgan. Aroma so'zi xushbo'y moddalar atamasi ekanligini va aromatik atamasi haqiqatan ham ushbu nashrda birinchi marta qo'llanilganligini hisobga olsak, Xoffman bu atamani nima uchun faqat qisman xushbo'y bo'lgan birikmalar guruhiga sifatlovchi sifatida ishlatganligi noma'lum. Eng xushbo'y organik birikmalar terpenlardir va ular kimyoviy aromatik emas. Biroq, terpen va benzenoid birikmalari umumiy, alifatik kimyoviy xususiyatga ega. Ular birikmaga qaraganda yuqori to'yinmaganlik indeksiga ega. Hofmann bu ikki toifa o'rtasidagi farqni sezmagan bo'lishi mumkin.
Benzol uchun siklogeksatrien tuzilishi birinchi marta 1865 yilda Avgust Kekule tomonidan taklif qilingan. Keyingi o'n yilliklarda ko'pchilik kimyogarlar ushbu taklif qilingan tuzilmani qabul qilishdi, chunki u aromatik kimyoda ma'lum bo'lgan izomerik munosabatlarning ko'pini tushuntirdi. Biroq, bu to'yinmagan birikma nima uchun qo'shimcha reaktsiyalarda yomon reaksiyaga kirishganligi tushunarsiz hodisa edi.
Elektronning kashfiyotchisi JJ Tomson 1897-1906 yillarda benzoldagi uglerodlar orasida uchta ekvivalent elektron bor degan fikrni ishlab chiqdi.
Benzolning barqarorligi haqidagi tushuntirish Robert Robinsonga tegishli. Robinson birinchi marta 1925 yilda tartibsizlikka qarshilik ko'rsatadigan olti elektronli guruhlar uchun aromatik sextet atamasini ishlatgan.
Aromatik birikmalarning ahamiyati
Aromatik birikmalar sanoatda muhim o'rin tutadi. Eng muhim uglevodorodlar qatoriga benzol , toluol , orto -ksilen va para -ksilen kiradi. Har yili dunyoda 35 million tonnaga yaqin aromatik birikmalar ishlab chiqariladi. Ular neftni qayta ishlash yoki ko'mir smolasini distillash orqali murakkab aralashmalardan olinadi. Ushbu birikmalardan stirol, fenol, anilin, poliester va neylon kabi muhim kimyoviy moddalar va polimerlar ishlab chiqariladi.
Boshqa aromatik birikmalar barcha tirik mavjudotlarning biokimyosida asosiy rol o'ynaydi. Proteinlarni tashkil etuvchi 20 ta aminokislotadan uchtasi, fenilalanin , triptofan va tirozin aromatikdir. Shuningdek, DNK va RNK tarkibidagi nukleotidlar (adenin, timin, sitozin, guanin, urasil) aromatik purin va pirimidin hosilalaridir.
Fizikaviy va kimyoviy xossalari
Benzol qatori uglevodorodlarining dastlabki vakillari oʻziga xos hidli rangsiz suyuqliklardir. Ularning suyuqlanish temperaturalari, zichligi va nurni sindirish koʻrsatkichlari alkan va alkenlarga nisbatan ancha yuqori. Tarkibida uglerod atomlari ko'pligi sababli aromatik uglevodorodlar dudli (tutovchi) alanga berib yonadi. Barcha aromatik uglevodorodlar suvda erimaydi, koʻpchilik organik erituvchilarda yaxshi eriydi. Aromatik uglevodorodlar suv bugʻi bilan azeotrop aralashma hosil qilib haydalishi mumkin. Ba'zi aromatik uglevodorodlarning fizik konstantalari quyida berilgan:
Arenalar toʻyinmagan uglevodorodlar boʻlib, molekulalarida uchta qoʻsh bogʻ va halqa mavjud. Ammo konyugatsiya effekti tufayli arenlarning xossalari boshqa toʻyinmagan uglevodorodlarnikidan farq qiladi.
Aromatik uglevodorodlar quyidagi reaksiyalar bilan tavsiflanadi:
- qo'shilish,
- almashtirish,
- oksidlanish (benzol gomologlari uchun).
Qo‘shish reaksiyalari
Benzol qizdirilganda va bosim ostida metall katalizatorlar (Ni, Pt va boshqalar) ishtirokida vodorod qo'shadi. Benzolni gidrogenlash siklogeksan hosil qiladi:
Xlorning benzolga qo'shilishi ultrabinafsha nurlanish ta'sirida yuqori haroratda radikal mexanizm bilan amalga oshiriladi. Benzol yorug'likda xlorlanganda 1,2,3,4,5,6-geksaxlorotsiklogeksan (geksaxloran) hosil bo'ladi
Geksaxloran - zararli hasharotlarga qarshi kurashda ishlatiladigan pestitsid. Hozirda geksaxlorandan foydalanish taqiqlangan.
Benzol gomologlari xlor qo'shmaydi. Agar benzol gomologi yorug'likda yoki yuqori haroratda (300 ° C) xlor yoki brom bilan reaksiyaga kirsa , u holda aromatik halqada emas, balki yon alkil o'rnini bosuvchi vodorod atomlari almashtiriladi.