Transcript AromaticHydrocarbons - UTCC e

บทที่ 4
Aromatic Hydrocarbons
..
**Huckel 4n+2 Rule**
• สมบ ัติของสารประกอบ “Aromatic”
 โมเลกุลแบนราบ (Planar)
 โครงสร้างเป็นวง (Cyclic)
 ในโมเลกุลมีพ ันธะคูส
่ ล ับก ับพ ันธะเดีย
่ ว
ตลอดทงโมเลกุ
ั้
ล (Fully conjugated)
 มีจานวน pi electrons = 4n+2
เมือ
่ n เป็น 0,1,2,3,….
(pi electrons = จานวน e- ของพ ันธะคู)่
2
4 pi e(No)
8 pi e(No)
6 pi e(Yes)
3
Benzene
Benzaldehyde
Anisole
Aspirin
4
Vanillin
Naphthalene
5
Benzopyrene
Carcinogen
“Polycyclic aromatic hydrocarbon”
6
C6H6
7
Benzene
8
ี
ปฏิกริ ย
ิ าของอ ัลคีนและเบนซน
9
ี
ปฏิกริ ย
ิ าของอ ัลคีนและเบนซน
10
ึ ษาเกีย
 จากการศก
่ วก ับ ความยาวพ ันธะและพล ังงาน
พ ันธะ รวมทงั้ ความแตกต่างในการเกิดปฏิกริ ย
ิ าก ับ
ี สรุปได้วา
สารอืน
่ ๆของอ ัลคีนและเบนซน
่
ี ไม่ใชพ
่ ันธะคู่
“พ ันธะทีพ
่ บในโครงสร้างของเบนซน
และพ ันธะเดีย
่ วทีแ
่ ท้จริง แต่เป็นพ ันธะกา้ กึง่ ระวว่าง
พ ันธะทงสองชนิ
ั้
ด”
11
ี
Resonance structure ของเบนซน
• Resonance วมายถึง การเคลือ
่ นที่ (delocalised)
ี ซงึ่ ทาใว้
ของ pi-electrons ในวงแววนของเบนซน
คาร์บอนทุกอะตอมภายในโมเลกุลสามารถใช ้
อิเลคตรอนร่วมก ันได้
ี จึงไม่วอ
• พ ันธะคูข
่ องเบนซน
่ งไวต่อปฏิกริ ย
ิ า (low
reactivity) เวมือนพ ันธะคูข
่ องอ ัลคีน
12
13
ื่ ของเบนซน
ี
การเรียกชอ
ี ทีม
1. เบนซน
่ ว
ี มูแ
่ ทนที่ 1 วมู่
 เรียกชอื่ วมูแ
่ ทนทีแ
่ ล้วลงท้ายว่า benzene
Br
brom oben zen e
NO 2
n it roben zen e
C(CH 3 ) 3
t -bu t ylben zen e
14
Common name ทีย
่ อมร ับในระบบ IUPAC
O
C
O
H
b en zald eh yd e
CH 3
t olu en e
C
O
OH
C
b en zoic acid
CH 3
acet op h en on e
OH
NH 2
OMe
p h en ol
an ilin e
an isole
15
ี ทีม
2. เบนซน
่ ว
ี มูแ
่ ทนที่ 2 วมู่
 ใช ้ ortho (o-) meta (m-) และ para (p-) ในการระบุ
ตาแวน่งวมูแ
่ ทนที่ ในตาแวน่ง 1,2 1,3 และ 1,4
ตามลาด ับ
N O2
Br
1
Br
2
o -d ib rom ob en zen e
1 ,2 -d ib rom ob en zen e
3
1
CH 3
m -n it rot olu en e
3 -n it rot olu en e
F
4
1
COOH
p -flu orob en zoic acid
4 -flu orob en zoic acid
16
ี ทีม
3. เบนซน
่ ว
ี มูแ
่ ทนทีม
่ ากกว่า 2 วมู่
้ ัวเลขในการระบุตาแวน่งวมูแ
 ใชต
่ ทนที่
ื่ วล ักอยูต
 ใว้วมูแ
่ ทนทีใ่ นชอ
่ าแวน่งที่ 1
 ระบุวมูแ
่ ทนทีอ
่ น
ื่ ๆใว้มต
ี าแวน่งน้อยทีส
่ ด
ุ
ื่ วมูแ
 เรียกชอ
่ ทนทีเ่ รียงตามลาด ับต ัวอ ักษร
17
CH 3
Br
1
Br
O2N
1
NO 2
NO 2
F
Br
1,2,4-t ribrom obenzene
NO 2
2,4,6-t rinit rot oluene
1
OH
4-fluoro-2-nit rophenol
18
Trinitrotoluene,TNT
19
ี เป็นวมูแ
• กรณีทเี่ บนซน
่ ทนทีใ่ นสารอินทรียช
์ นิดอืน
่ ๆ ใว้
ี ว่าวมู่ phenyl
เรียกเบนซน
CH 2
p h en y l
b en zy l
CH 3
CH CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3
2 -p h en ylh ep t an e
C
H 3C
CH 2
2 -p h en ylp rop en e
20
ี
ปฏิกริ ย
ิ าของเบนซน
ี เกิดปฏิกริ ย
 เบนซน
ิ าชนิด Electrophilic
aromatic substitution โดย H ในวงแววน
ถูกแทนทีด
่ ว้ ย electrophile (E+) ซงึ่ ได้แก่
วมูอ
่ ะตอมทีม
่ ป
ี ระจุบวก วรือ ชอบอิเลคตรอน
่ Br+
เชน
21
1. Halogenation  X+
2. Alkylation  R+
+
3. Acylation  R-C=O
+
4. Nitration  NO2
+
5. Sulfonation  SO3H
22
1. Halogenation
FeBr3
23
กลไกของปฏิกริ ย
ิ า
24
2. Friedel-Crafts alkylation
25
+ CH3Cl
AlCl3

CH3 + HCl
26
27
3. Friedel-Crafts acylation
28
กลไกของปฏิกริ ย
ิ า
29
4. Nitration
HNO3 + 2H2SO4  NO2+ + H3O+ + 2HSO4-
30
กลไกของปฏิกริ ย
ิ า
31
5. Sulfonation
SO3
32
Benezenesulfonic acid
กลไกของปฏิกริ ย
ิ า
33
Oxidation of benzene
34