هیدروکربن های معطر هیدروکربن های بنزوئیک متراکم خواص شیمیایی هیدروکربن های آروماتیک چند هسته ای

هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای با چرخه های ایزوله

هیدروکربن های آروماتیک با حلقه های بنزن متعدد به دو دسته تقسیم می شوند:

1. هیدروکربن با چرخه غیر متراکم. اینها شامل بی فنیل و دی و تری فنیل متان ها هستند.

2. هیدروکربن با چرخه متراکم. اینها عبارتند از نفتالین، آنتراسن و فنانترن.

گروه بی فنیل

تعریف: ترکیبات معطری که در آنها دو (یا چند) حلقه (حلقه) توسط یک پیوند به یکدیگر متصل شده اند، هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای با حلقه های جدا شده نامیده می شوند.

بی فنیل به عنوان مثال در نظر گرفته می شود:

در صنعت، بی‌فنیل از طریق پیرولیز بنزن تولید می‌شود:

روش آزمایشگاهی تهیه، اثر سدیم یا مس روی یدوبنزن یا در حضور جانشین‌های الکترون‌کشنده در آریل هالیدها است که باعث افزایش تحرک هالوژن در هسته می‌شود:

بی فنیل یک ماده کریستالی با T pl است. 70 0 C، T b.p. 254 0 C. از نظر ترمودینامیکی پایدار است. در صنعت به عنوان خنک کننده با دمای بالا استفاده می شود.

بی فنیل در واکنش‌های جایگزینی آروماتیک الکتروفیل بسیار فعال‌تر از بنزن شرکت می‌کند. برم شدن بی فنیل با مقدار هم مولی برم منجر به تشکیل 4-برومبی فنیل می شود. بیش از حد برم منجر به تشکیل 4,4`-dibromobiphenyl می شود:

واکنش‌های نیتراسیون بی فنیل، تسریع فریدل کرافت و دیگر واکنش‌های جایگزینی آروماتیک الکتروفیلیک به طور مشابه ادامه می‌یابند.

پلی فنیل متان ها

تعریف: ترکیبات معطری که در آنها از دو تا چهار حلقه بنزن در حالت هیبریداسیون sp 3 به یک اتم کربن متصل می شود.

بنیانگذار سری همولوگ پلی فنیل متان تولوئن است، ترکیب زیر دی فنیل متان است:

دی و تری فنیل متان با استفاده از بنزن توسط واکنش فریدل کرافت به دو روش تولید می شوند:

1. از متیلن کلرید و کلروفرم:

2. از بنزیل کلرید و بنزیلیدین کلرید:

دی فنیل متان یک ماده کریستالی با T pl است. 26-27 0 درجه سانتیگراد، بوی پرتقال دارد.

هنگامی که دی فنیل متان اکسید می شود، بنزوفنون تشکیل می شود:

ساختار تری فنیل متان اساس به اصطلاح رنگ های سری تری فنیل متان را تشکیل می دهد:

1. مالاکیت سبز (سبز درخشان) با واکنش فریدل کرافت به دست می آید:

2. فنل فتالئین.

از واکنش فنل و انیدرید فتالیک (انیدرید فتالیک) در حضور اسید سولفوریک به دست می آید:

هیدروکربن های بنزوئید تغلیظ شده

هیدروکربن های حاوی دو یا چند حلقه بنزن که دو اتم کربن مشترک دارند، هیدروکربن های بنزنوئیدی ذوب شده نامیده می شوند.

نفتالین

ساده ترین هیدروکربن های بنزوئیک متراکم نفتالین است:

موقعیت های 1،4،5 و 8 "α" تعیین شده اند، موقعیت های 2، 3،6،7 "β" تعیین شده اند.

راه های بدست آوردن

عمده نفتالین از قطران زغال سنگ به دست می آید.

در آزمایشگاه، نفتالین را می توان با عبور بخارات بنزن و استیلن از روی آن به دست آورد. زغال چوبی:

چرخه زدایی آب بر روی پلاتین همولوگ های بنزن با یک زنجیره جانبی از چهار یا بیشتر اتم کربن:

با واکنش سنتز دین 1،3-بوتادین با پ-بنزوکینون:

نفتالین یک ماده کریستالی با T pl است. 80 0 C، با نوسانات بالا مشخص می شود.

نفتالین راحت‌تر از بنزن وارد واکنش‌های جایگزینی الکتروفیل می‌شود. در این مورد، اولین جایگزین تقریبا همیشه در موقعیت α قرار می گیرد:

ورود یک عامل الکتروفیل به موقعیت β کمتر رایج است. به عنوان یک قاعده، این در شرایط خاص رخ می دهد. به طور خاص، سولفوناسیون نفتالین در دمای 60 درجه سانتیگراد به عنوان یک فرآیند کنترل شده جنبشی با تشکیل اسید 1 نفتالین سولفونیک انجام می شود. سولفوناسیون نفتالین در دمای 160 درجه سانتیگراد به عنوان یک فرآیند ترمودینامیکی کنترل شده انجام می شود و منجر به تشکیل اسید 2-نفتالین سولفونیک می شود:

هنگامی که یک جایگزین دوم به مولکول نفتالین وارد می شود، جهت گیری توسط ماهیت جانشینی که قبلاً در آن وجود دارد تعیین می شود. جایگزین های دهنده الکترون واقع در مولکول نفتالین حمله را به همان حلقه در موقعیت های 2 و 4 هدایت می کنند.

از نظر خواص شیمیایی، بی فنیل یک ترکیب معطر معمولی است. با واکنش های S E Ar مشخص می شود. ساده‌ترین راه این است که دی‌فنیل را به‌عنوان بنزن حاوی یک جایگزین فنیل تصور کنیم. دومی خواص فعال کنندگی ضعیفی را نشان می دهد. تمام واکنش های معمولی بنزن در بی فنیل نیز رخ می دهد.

از آنجایی که گروه آریل است ارتو- و جفتواکنش‌های orientant، S E Ar عمدتاً در ادامه می‌یابند جفت-موقعیت ارتوایزومر یک محصول جانبی به دلیل مانع فضایی است.

دی و تری فنیل متان ها

دی و تری فنیل متان ها همولوگ های بنزن هستند که در آنها تعداد متناظر اتم های هیدروژن با باقی مانده های فنیل جایگزین می شود. چرخه های بنزن از هم جدا می شوند sp 3-اتم کربن هیبرید شده که از کونژوگاسیون جلوگیری می کند. حلقه ها کاملا ایزوله هستند.

روشهای بدست آوردن دی فنیل متان:

واکنش های S E Ar به داخل ادامه می یابد ارتو- و جفت- موقعیت حلقه های بنزن دی فنیل متان.

به دست آوردن تری فنیل متان و مشتقات آن:

یکی از ویژگی های متمایز مشتقات تری فنیل متان، تحرک بالای اتم هیدروژن است که به کربن چهار وجهی پیوند دارد.

تری فنیل متان اسیدیته مشخصی از خود نشان می دهد و با فلز سدیم واکنش می دهد تا یک آنیون تری فنیل متیل بسیار پایدار را تشکیل دهد.

تری فنیل کلرومتان در محلول آبی تجزیه می شود و یک کربوکاتیون پایدار تشکیل می دهد.

در برخی از مشتقات تری فنیل متان شکاف S-Nپیوندها می توانند به صورت همولیتیک با تشکیل رادیکال تری فنیل متیل - از نظر زمانی اولین رادیکال آزاد پایدار کشف شده - پیش بروند.

دلایل پایداری بالای کاتیون تری فنیل متیل، آنیون و رادیکال را می توان با در نظر گرفتن ساختار کاتیون درک کرد. اگر کاتیون تری فنیل متیل را با استفاده از ساختارهای مرزی به تصویر بکشیم، مشخص می شود که اوربیتال آزاد اتم کربن مرکزی با الکترون های p حلقه های بنزن همراه است.

سخنرانی شماره 21

هیدروکربن های آروماتیک چند هسته ای و مشتقات آنها.

· هیدروکربن های آروماتیک چند هسته ای با هسته های متراکم. هیدروکربن های چند حلقه ای خطی و زاویه ای استخراج از قطران زغال سنگ. خواص سرطان زایی هیدروکربن های چند حلقه ای اقدامات احتیاطی ایمنی هنگام کار با هیدروکربن های آروماتیک.

نفتالین. ایزومریسم و ​​نامگذاری مشتقات. ساختار، عطر. خواص شیمیایی نفتالین و مشتقات آن: اکسیداسیون، هیدروژناسیون کاتالیزوری و احیا با سدیم در آمونیاک مایع، واکنش‌های جایگزینی الکتروفیل معطر. (تأثیر جانشین ها بر جهت گیری، فعالیت موقعیت a).

آنتراسن. نامگذاری، ساختار، معطر بودن (در مقایسه با بنزن و نفتالین)، ایزومریسم مشتقات. واکنش های اکسیداسیون و احیا، افزودن و جایگزینی الکتروفیلیک. فعالیت موقعیت مزو.

فنانترن نامگذاری، ساختار، معطر بودن (در مقایسه با بنزن و نفتالین). واکنش های اکسیداسیون، احیا، جایگزینی و افزودن الکتروفیلیک.

هیدروکربن های آروماتیک تغلیظ شده

ترکیبات آروماتیک چند حلقه ای می توانند خطی، زاویه ای یا دور حلقه ای باشند.

ترکیبات چند حلقه ای از قطران زغال سنگ جدا می شوند. بسیاری از آنها دارای اثر سرطان زا هستند. هرچه چرخه ها بیشتر باشد، احتمال سرطان زایی بیشتر است.

نفتالین

ساده ترین ترکیب معطر دو حلقه ای.

اگرچه فرمول مولکولی ماهیت غیر اشباع نفتالین را نشان می دهد، خواص آن برای ترکیبات معطر است. نفتالین معیارهای ساختاری معطر بودن را برآورده می کند. چرخه ای سیستم تختکه دارای یک زنجیره پیوسته است که 10 الکترون p در آن شرکت می کنند. باید به خاطر داشت که هوکل قانون خود را (4n + 2) برای سیستم های تک حلقه ای فرموله کرد. در مورد نفتالین، اعتقاد بر این است که در هر چرخه 6 الکترون غیرمحلی وجود دارد و یکی از جفت ها در هر دو حلقه مشترک است. صرف با استفاده از ساختارهای متعارف نشان داده شده است:

در نتیجه: در بالا و پایین صفحه چرخه ها ابرهای الکترونی p به شکل "هشت" وجود دارد. 20.1.

برنج. 20.1. شکل ابرهای الکترونی p مولکول نفتالین

در نفتالین، همه پیوندهای C-C یکسان نیستند. بنابراین، طول C 1 -C 2 1.365 Å و C 2 -C 3 1.404 Å است. انرژی کونژوگاسیون نفتالین 61 کیلوکالری بر مول است که کمتر از دو برابر انرژی جابجایی بنزن (2×36 کیلوکالری در مول) است. چرخه دوم کمتر از چرخه اول به صرف کمک می کند. نفتالین کمتر از بنزن معطر است. نقض معطر بودن یکی از چرخه های آن فقط به 25 کیلو کالری در مول نیاز دارد که در واکنش های آن آشکار می شود.

واکنش ها

اکسیداسیون نفتالین مشابه اکسیداسیون بنزن است.

فتالیک اسید حاصل در شرایط واکنش به انیدرید فتالیک تبدیل می شود که در نتیجه واکنش جدا می شود.

واکنش‌های کاهش نیز معطر بودن کمتر نفتالین را در مقایسه با بنزن نشان می‌دهد. نفتالین را می توان با عوامل کاهنده شیمیایی تحت شرایط ملایم هیدروژنه کرد.

واکنش های جایگزینی الکتروفیل معطر

به طور کلی، واکنش های S E Ar در نفتالین طبق مکانیسم کلی که قبلاً بحث شد، پیش می رود. یکی از ویژگی های واکنش های سری نفتالین این است که نفتالین های تک جایگزین به شکل دو ایزومر (مشتقات 1 و 2) وجود دارند. ویژگی های واکنش های S E Ar با استفاده از مثال واکنش نیتراسیون در نظر گرفته می شود که محصول اصلی آن 1-نیترونفتالین است (2-ایزومرها ردیابی هستند).

مرحله کلیدی واکنش، تشکیل یک کمپلکس s است که ممکن است دو مورد از آن وجود داشته باشد. باید عوامل ساختاری تثبیت یا بی ثبات کننده واسطه را مشخص کرد. بر این اساس می توان سیر جانشینی را پیش بینی و توضیح داد. ساختار محصولات میانی احتمالی را در نظر بگیرید.

هنگامی که یک الکتروفیل در موقعیت 1 نفتالین مورد حمله قرار می گیرد، یک کمپلکس s تشکیل می شود که ساختار آن را می توان با دو ساختار مرزی توصیف کرد که در آن حلقه بنزن حفظ شده است. چنین ساختارهایی به دلیل ترکیب بنزن پایدارتر هستند. هنگام حمله به یک الکتروفیل در موقعیت 2، فقط یک ساختار انرژی مطلوب را می توان ترسیم کرد.

می توان نتیجه گرفت که یک حمله الکتروفیلیک در موقعیت 1 نفتالین منجر به کمپلکس s پایدارتر از واکنش در موقعیت 2 می شود.

هیدروکربن های پریمات حاوی دو یا چند هسته بنزن به عنوان آرن چند هسته ای نامیده می شوند.

بسته به نحوه اتصال حلقه های بنزن، آرن های چند هسته ای به دو گروه تقسیم می شوند:

عرصه‌هایی با حلقه‌های بنزن متراکم.

عرصه هایی با حلقه های بنزن غیر متراکم (ایزوله).

مولتیپل آرنا با چرخه های بنزن متراکم

آرن های چند هسته ای ذوب شده حاوی دو یا چند هسته بنزن با اتم های کربن مشترک هستند.

مهمترین نمایندگان مناطق متراکم -

Niv عبارتند از نفتالین، آنتراسن و فنانترن.

نفتالین

پافتالین از دو حلقه بنزن ذوب شده تشکیل شده است. دو اتم کربن (9 و 10) توسط دو حلقه مشترک هستند.

عرصه های چند هسته ای

و برخلاف بنزن، اتم های کربن موجود در مولکول نفتالین معادل نیستند. موقعیت های 1، 4، 5، 8 معادل هستند، معمولا با حرف a مشخص می شوند و موقعیت های a نامیده می شوند. موقعیت های 2، 3، 6 و 7 نیز معادل هستند، آنها را با حرف p نشان می دهند و به آنها موقعیت های p می گویند.

برای نفتالین تک جایگزین، دو ایزومر (a- و p-) امکان پذیر است و در حضور دو جایگزین یکسان، 10 ایزومر:

در نامگذاری نفتالین های غیر جایگزین، همراه با تعیین عددی موقعیت های جایگزین، از پیشوندها نیز استفاده می شود: ارتوپیلون - 1.2؛ ژتا - 1.3; لورا - 1.4؛ نور - 1.8؛ - 2.6. مثلا:

^ii^iish nil^mspil. ±. نفتالین عمدتاً از قطران زغال سنگ به دست می آید که محتوای آن حدود 10 درصد است. همراه با نفتالین، برخی از مشتقات مونو و دی متیل آن نیز از قطران زغال سنگ جدا شده است.

2. بدست آوردن نفتالین از استیلن. هنگامی که استیلن از لوله هایی که تا دمای 700 تا 800 درجه سانتیگراد گرم شده اند عبور داده می شود، نفتالین نیز همراه با بنزن تشکیل می شود.

^ilichssis kiiik!va. نفتاتین - یک ماده بلوری تسوشیس با بوی مشخص است که در دمای 81 درجه سانتیگراد تعالی می یابد. نامحلول در آب، محلول در حلال های آلی. در زندگی روزمره برای مبارزه با پروانه ها، در شیمی رنگ ها، برای به دست آوردن داروها، پلاستیک ها، رزین های گلیپتال استفاده می شود.

ساختار نفتالین ساختار الکترونیکی نفتالین شبیه بنزن است. مولکول آن صاف است. گشتاور دوقطبی صفر است، اما چگالی الکترون به اندازه مولکول بنزن یکنواخت توزیع نمی شود. چگالی الکترونی بالاتر موقعیت های a نفتالین باعث واکنش پذیری بیشتر آنها نسبت به موقعیت های p می شود.

طول پیوند در مولکول نفتالین متفاوت است.

(در آلکان) 0.154 نانومتر

(در بنزن) 0.140 نانومتر

(در نفتالین) 0.136 نانومتر

(در نفتالین) 0.143 نانومتر

خواص شیمیایی نفتالین نفتالین، مانند بنزن، خواص ترکیبات معطر را نشان می دهد. در درجه اول با واکنش های جایگزینی الکتروفیل مشخص می شود، اما به راحتی وارد واکنش های افزودن و اکسیداسیون نیز می شود.

الف. واکنش های جایگزینی الکتروفیلیک. در واکنش جایگزینی الکتروفیل (نیتراسیون، سولفوناسیون، هالوژناسیون)، نفتالین بسیار راحت تر از بنزن وارد می شود. در این حالت عمدتاً محصولات جایگزین a تشکیل می شوند. این به این دلیل است که چگالی الکترون در موقعیت a هسته نفتالین بیشتر است و در صورت حمله در موقعیت a، کمپلکس h پایدارتری نسبت به موقعیت p تشکیل می‌شود:

عرصه های چند هسته ای

1. ظاهراً هنگامی که موقعیت a مورد حمله قرار می گیرد، جابجایی بار مثبت در کمپلکس c با حفظ آروماتیک بودن یکی از هسته های بنزن در ساختارهای تشدید احتمالی رخ می دهد.

در مورد حمله یک الکتروفیل به موقعیت p، تنها در یک مورد می توان آروماتیک بودن حلقه بنزن را حفظ کرد. بنابراین، جایگزینی در موقعیت a از نظر انرژی مطلوب تر است.

1. نیتراسیون. نفتالین به راحتی توسط نیتروژن نیترات می شود

مخلوط schey با تشکیل ایزومر عمدتا a:

a-نیترونافتاپین

2. ^ تخصیص. برای سولفوناسیون نفتالین، از H2SO4 غلیظ استفاده می شود و بسته به دمایی که واکنش در آن انجام می شود، محصولات جایگزین a- یا p به دست می آیند. در دمای 80 درجه سانتیگراد محیط واکنش، a-naphthalenesulfonic acid و در 160 ° C، p-naphthalenesulfonic acid تشکیل می‌شود:

اسید p-naphthalenesulfonic

هنگامی که ایزومر a تا دمای 160 درجه سانتیگراد گرم می شود، کاملاً به اسید p-naphthalenesulfonic تبدیل می شود.

3. هالوژناسیون. در دمای 90 تا 110 درجه سانتیگراد، در حضور کاتالیزور FeCl3، نفتالین کلر می شود تا عمدتاً a-chloronaphthalene تشکیل شود. واکنش طبق مکانیسم £_ پیش می‌رود:

a-کلرونافتالین

12. عرصه های چند هسته ای با حلقه های بنزن متراکم

ابتدا واکنش افزودن هالوژن ادامه می یابد و سپس هالید هیدروژن حذف می شود. به عنوان مثال، در طول برهمکنش برم با نفتالین، برم به موقعیت‌های 1 و 4 اضافه می‌شود و سپس محصول افزوده یک مولکول هیدروژن برومید را جدا می‌کند و a-bromonaphthalene را تشکیل می‌دهد:

جهت گیری هخروملا در هسته نفتالین. قوانین جهت گیری در هسته نفتالین ویژگی های خاص خود را دارند.

جهت جایگزینی الکتروفیل در مشتقات نفتالین تک جایگزین با ماهیت الکترونیکی جایگزین موجود و واکنش پذیری بیشتر موقعیت a تعیین می شود.

در حضور یک جایگزین دهنده الکترون در هسته نفتالین، چگالی الکترون عمدتاً در حلقه ای که جانشین به آن متصل است افزایش می یابد و بنابراین واکنش جایگزینی الکتروفیل دقیقاً در این حلقه رخ می دهد. جایگزینی در درجه اول در موقعیت 4 (موقعیت a) رخ می دهد.

به عنوان مثال، نیتراسیون 1-متیل نفتالین منجر به تشکیل 1-متیل-4-نیترونفتالین می شود:

^لکیرونوگیرنده جانشین ^لکیرونوش را پایین می آورد

چگالی در هسته نفتالین و بالاتر از همه، در حلقه ای که با آن مرتبط است. بنابراین، واکنش ها با مشارکت اتم های کربن هسته دوم بنزن ادامه می یابد.

عرصه های چند هسته ای

از آنجایی که موقعیت های a واکنش پذیرتر هستند، جایگزینی عمدتا در موقعیت های 5 و 8 رخ می دهد.

به عنوان مثال، نیتراسیون 1-نیترونفتالین با مخلوط نیترات کننده منجر به تشکیل مخلوطی از ایزومرها می شود:

m. واکنش های اضافه. بهبودی آسان دارم افزودن هیدروژن ابتدا در موقعیت a اتفاق می افتد. سپس 1،2،3،4-تتراهیدرونافتالین تشکیل می شود که در دمای 200 درجه سانتیگراد هیدروژنه می شود تا دکاهیدرونافتالین - دکالین را تشکیل دهد:

خراتین به عنوان سوخت و حلال چربی ها استفاده می شود

و رزین دکالین به عنوان حلال برای لاک ها استفاده می شود، این جایگزینی برای سقز است.

ب- واکنش های اکسیداسیون. بر خلاف بنزن، هسته نفتالین به راحتی اکسید می شود و در اکسیداسیون همولوگ های نفتالین، ابتدا خود هسته اکسید می شود.

مثلا:

12. عرصه های چند هسته ای با حلقه های بنزن متراکم

آنتراسین

این یک ترکیب چند هسته ای است که از سه حلقه بنزن ذوب شده خطی تشکیل شده است.

در مولکول آنتراسن، فقط اتم های کربن حامل هیدروژن شماره گذاری می شوند. موقعیت های 1، 4، 5، 8 را موقعیت های الف می نامند. 2، 3، 6، 7 - موقعیت های p. 9، 10 - موقعیت های y یا موقعیت های 1- (مزو - وسط).

با یک جانشین در هسته، سه ایزومر امکان پذیر است - a، p، y.

راه های بدست آوردن آنتراسن در قطران زغال سنگ، یعنی در روغن آنتراسن، به میزان 0.5 درصد یافت می شود که از آنجا به صورت صنعتی استخراج می شود.

در آزمایشگاه، آنتراسن را می توان با واکنش Friede-la-Crafts از بنزن و 1،1،2،2، تترابروماتان در حضور A1Br به دست آورد.

مشخصات فیزیکی. آنتراسن یک ماده کریستالی بی رنگ، با نقطه ذوب 217 درجه سانتیگراد، مقطر با بخار آب، محلول در بنزن، اتر، نامحلول در آب است. محلول ها فلورسانس آبی را نشان می دهند.

عرصه های چند هسته ای

lymic svoillva. آنتراسن کمتر از بنزن و نفتالین معطر است. این بیشتر یک ترکیب "غیراشباع" است و بیشتر از واکنش های جایگزینی الکتروفیل برای واکنش های افزودن مشخص می شود. واکنش پذیرترین در مولکول آنتراسن موقعیت های لسو هستند (موقعیت 9 و 10).

1. واکنش بازیابی. آنتراسن به آسانی هیدروژن را برای تشکیل 9،10-دی هیدروآنتراسن اضافه می کند. هیدروژنه شدن بیشتر آن منجر به پرهیدروآنتراسن می شود.

9،10 - دیشدروآنتراپن

2. ±ssh,u]ii ashpeschemp. هالوژناسیون آنتراسن رخ خواهد داد

ملانیسم دلبستگی-شکاف. مثلا:

کلرانتراسن

نیتراسیون آنتراسن با اسید نیتریک در اسید استیک در دمای اتاقمنجر به تشکیل 9-نیترو آنتراسن می شود. در نتیجه سولفوناسیون آنتراسن با سولفوریک

12. عرصه های چند هسته ای با حلقه های بنزن متراکم

هنگام گرم شدن، ایزومرهای a و p تشکیل می شوند که پایدارتر از ایزومر y هستند.

a-anthracene-p-anthracene-sulfonic acid سولفونیک اسید

ساعت واکنش اکسیداسیون آنتراسن به راحتی با اسید نیتریک غلیظ یا مخلوط کروم به آنت راکینون اکسید می شود.

آنتراکینون یک ماده کریستالی زرد رنگ است که دارای خواص کینون ها است.

فنانترن

ایزومر ساختاری آنتراسن فنانترن است.

در آنتراسن، سه حلقه بنزن به صورت خطی به هم متصل می شوند، در حالی که در فنانترن به صورت زاویه ای، یعنی با زاویه به هم متصل می شوند.

عرصه های چند هسته ای

افزایش تعداد حلقه های معطر در چند هسته ای

این ترکیب تعداد ایزومرهای تک جایگزین را افزایش می دهد: به عنوان مثال، دو محصول (a, p) برای نفتالین، سه محصول برای آنتراسن و پنج محصول برای فنانترن امکان پذیر است.

اعداد نشان دهنده موقعیت هایی هستند که جایگزین ها می توانند در آنها قرار گیرند.

اعلام وصول. فنانترن را عمدتا از قطران زغال سنگ دریافت کنید.

خواص فیزیکی فنانترن فنانترن یک ماده کریستالی جامد با ^ = 101 درجه سانتیگراد، ^bp = 340.2 درجه سانتیگراد است. محلول در اتر، بنزن، دشوار - در الکل. محلول ها دارای فلورسانس آبی هستند.

خواص لیمیک فنانترن نیز مانند آنتراسن دارای ویژگی معطر ضعیف تری نسبت به نفتالین و حتی بیشتر از بنزن است. چگالی الکترون در مولکول آن به طور نابرابر توزیع شده است، آروماتیک بودن حلقه بنزن میانی در اینجا چنان شکسته شده است که پیوند بین 9 و 10 اتم کربن ویژگی یک پیوند دوگانه را به خود می گیرد. واکنش های جانشینی بر اساس مکانیسم افزودن-شکاف انجام می شود.

هک، ابتدا برم در موقعیت های 9 و 10 اضافه می شود و به دنبال آن برش IVg و تشکیل 9-بروموفنانترن انجام می شود:

12. عرصه های چند هسته ای با حلقه های بنزن متراکم

9,10-dibromo-9,i-di1hydrophenanthrene را می توان در حالت آزاد جدا کرد.

هنگامی که فنانترن اکسید می شود، فنانترنکینون تشکیل می شود. با اکسیداسیون بیشتر، پیوند C9-C10 شکسته می شود و اسید دیفنیک تشکیل می شود:

9،10-فنانترنکینون دیفنیک اسید

هنگامی که فنانترن کاهش می یابد، محصولی تشکیل می شود که به آن پری هیدروفنانترن می گویند.

پرهیدروفنانترن

سیستم متراکم پرهیدروفنانترن و سیکلوپنتان سیکلوپنتان پرهیدروفنانترن یا استران نامیده می شود.

سیکلوپنتان پرهیدروفنانترن

این ساختار زمینه ساز استروئیدها است.

سخنرانی 16

هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه
طرح کلی سخنرانی

1. هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای با حلقه های جدا شده

1.1 گروه بی فنیل

1.2. پلی فنیل متان ها

2. هیدروکربن های بنزنوئیدی متراکم

2.1 نفتالین

2.2. آنتراسن، فنانترن
1. هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای با حلقه های جدا شده

دو گروه از هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای (آرن) با چندین حلقه بنزن وجود دارد.

1. هیدروکربن ها با حلقه های جدا شده. اینها شامل بی فنیل و دی و تری فنیل متان ها هستند.

2. هیدروکربن ها با حلقه های متراکم یا هیدروکربن های بنزوئید. اینها عبارتند از نفتالین، آنتراسن و فنانترن.

1.1. گروه بی فنیل

تعریف:ترکیبات معطری که در آنها دو (یا چند) حلقه (حلقه) توسط یک پیوند به یکدیگر متصل شده اند، هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای با حلقه های جدا شده نامیده می شوند.

ساده ترین ترکیب هیدروکربنی آروماتیک با حلقه های جدا شده، بی فنیل است. موقعیت جانشین ها در فرمول بی فنیل با اعداد نشان داده می شود. در یک حلقه، اعداد علامت گذاری نمی شوند: 1، 2 ..... در حلقه دوم، اعداد با ضربه 1، 2 و غیره مشخص می شوند:
طرح 1.
بی فنیل یک ماده کریستالی با T pl است. 70 0 C، T b.p. 254 0 C به دلیل مقاومت حرارتی و شیمیایی کاربرد وسیعی دارد. در صنعت به عنوان خنک کننده با دمای بالا استفاده می شود. در صنعت، بی‌فنیل از طریق پیرولیز بنزن تولید می‌شود:
طرح 2.
روش آزمایشگاهی به دست آوردن اثر سدیم یا مس بر روی یدوبنزن است
طرح 3.
واکنش به‌ویژه در حضور جانشین‌های الکترون‌کشنده در آریل هالیدها به آرامی پیش می‌رود، که تحرک هالوژن را در هسته افزایش می‌دهد:

طرح 4.

مهمترین مشتق بی فنیل دی آمین بنزیدین است. معمولاً با احیای نیتروبنزن به هیدرازوبنزن و ایزومریزاسیون دومی تحت تأثیر اسیدها به دست می آید:
طرح 5.

بنزیدین ماده اولیه برای تولید بسیاری از رنگهای اساسی (مستقیم) است. وجود دو گروه آمینو قابل دیازوتیزاسیون امکان بدست آوردن رنگهای بیس آزو با رنگ عمیق را فراهم می کند. نمونه ای از رنگ مشتق شده از بنزیدین نشانگر قرمز کنگو است:
طرح 6.
در حالت کریستالی، هر دو حلقه بنزن از بی فنیل در یک صفحه قرار دارند. در حالت محلول و در حالت گاز، زاویه بین صفحات حلقه ها 45 0 است. خروج حلقه های بنزن از صفحه با برهمکنش فضایی اتم های هیدروژن در موقعیت های 2، 2 و 6، 6 توضیح داده می شود:
طرح 7.
اگر جانشین های بزرگی در موقعیت های ارتو وجود داشته باشد، چرخش حول پیوند C-C دشوار می شود. اگر جانشین ها یکسان نباشند، می توان مشتقات مربوطه را به ایزومرهای نوری جدا کرد. این شکل ایزومری فضایی چرخشی نامیده می شود. ایزومری نورییا آتروپیزومریسم

طرح 8.
بی فنیل در واکنش‌های جایگزینی آروماتیک الکتروفیل بسیار فعال‌تر از بنزن شرکت می‌کند. برم شدن بی فنیل با مقدار هم مولی برم منجر به تشکیل 4-برومبی فنیل می شود. بیش از حد برم منجر به تشکیل 4,4`-dibromobiphenyl می شود:
طرح 9.
واکنش‌های نیتراسیون بی‌فنیل، آسیلاسیون فریدل کرافت و دیگر واکنش‌های جایگزینی آروماتیک الکتروفیل به طور مشابه انجام می‌شوند.

1.2. پلی فنیل متان ها

تعریف: ترکیبات معطری که در آنها از دو تا چهار حلقه بنزن در حالت هیبریداسیون sp 3 به یک اتم کربن متصل می شود.

بنیانگذار سری همولوگ پلی فنیل متان تولوئن است، ترکیب زیر دی فنیل متان است:

طرح 10.
دی و تری فنیل متان با استفاده از بنزن توسط واکنش فریدل کرافت به دو روش تولید می شوند:

1. از متیلن کلرید و کلروفرم:
طرح 11.
2. از بنزیل کلرید و بنزیلیدین کلرید:
طرح 12..
دی فنیل متان یک ماده کریستالی با T pl است. 26-27 0 درجه سانتیگراد، بوی پرتقال دارد.

هنگامی که دی فنیل متان اکسید می شود، بنزوفنون تشکیل می شود:
طرح 13.
تری فنیل متان یک ماده کریستالی با T pl است. 92.5 0 C. با بنزن یک ترکیب مولکولی کریستالی T pl می دهد. 78 0 C. تری فنیل متان به راحتی به تری فنیل کاربینول اکسید می شود. اتم هیدروژن در مولکول آن به راحتی با فلزات و هالوژن ها جایگزین می شود. به نوبه خود، تری فنیل کاربینول تحت عمل هیدروژن کلرید تری فنیل کلرومتان. تری فنیل کلرومتان پس از احیا، تری فنیل متان را تشکیل می دهد و پس از هیدرولیز، تری فنیل کاربینول را تشکیل می دهد:
طرح 14..
ساختار تری فنیل متان اساس رنگ های به اصطلاح سری تری فنیل متان را تشکیل می دهد. آمینوتریفنیل متان ها مواد بی رنگی هستند که به آنها ترکیبات لوکو می گویند (از یونانی leukos - سفید، بی رنگ). هنگامی که در یک محیط اسیدی اکسید می شوند، نمک های رنگی تشکیل می دهند. در این نمک ها، حامل رنگ (کروموفور) یک یون مزدوج با بار مثبت است که بین اتم های کربن و نیتروژن توزیع شده است. برجسته ترین نماینده این گروه مالاکیت سبز است. با واکنش فریدل کرافت به دست می آید:
طرح 15.
در طی اکسیداسیون ترکیب لوکو، سیستمی از پیوندهای مزدوج از طریق حلقه بنزن بین اتم نیتروژن و کربن سیستم تری فنیل متان تشکیل می شود که به حالت هیبریداسیون sp 2 رسیده است. چنین ساختاری کینوئید نامیده می شود. وجود ساختار کینوئید ظاهر یک رنگ شدید را تضمین می کند.

شاخص پرکاربرد فنل فتالئین متعلق به گروه رنگهای تری فنیل متان است. از واکنش فنل و انیدرید فتالیک (انیدرید فتالیک) در حضور اسید سولفوریک به دست می آید:

طرح 16.
2. هیدروکربن های بنزنوئیدی متراکم
هیدروکربن های حاوی دو یا چند حلقه بنزن که دو اتم کربن مشترک دارند، هیدروکربن های بنزنوئیدی ذوب شده نامیده می شوند.
2.1. نفتالین
ساده ترین هیدروکربن های بنزوئیک متراکم نفتالین است:
طرح 17.
موقعیت های 1،4،5 و 8 "α" تعیین شده اند، موقعیت های 2، 3،6،7 "β" تعیین شده اند. بر این اساس، برای نفتالین، وجود دو تک جایگزین وجود دارد که مشتقات 1 (α)- و 2 (β) نامیده می شوند و ده ایزومر غیر جایگزین ممکن است، به عنوان مثال:
طرح 18.
راه های بدست آوردن

عمده نفتالین از قطران زغال سنگ به دست می آید.

در شرایط آزمایشگاهی، نفتالین را می توان با عبور بخارات بنزن و استیلن از روی زغال چوب بدست آورد:
طرح 19.
چرخه زدایی آب بر روی پلاتین همولوگ های بنزن با یک زنجیره جانبی از چهار یا بیشتر اتم کربن:
طرح 20.

با واکنش سنتز دین 1،3-بوتادین با پ-بنزوکینون:
طرح 21.
یک روش آزمایشگاهی مناسب برای به دست آوردن نفتالین و مشتقات آن روشی مبتنی بر واکنش فریدل کرافت است:

طرح 22.
نفتالین یک ماده کریستالی با T pl است. 80 0 C، با نوسانات بالا مشخص می شود.

نفتالین راحت‌تر از بنزن وارد واکنش‌های جایگزینی الکتروفیل می‌شود. در این مورد، اولین جانشین تقریباً همیشه در موقعیت α قرار می گیرد، زیرا در این مورد یک کمپلکس σ از نظر انرژی مطلوب تر از جانشینی در موقعیت β تشکیل می شود. در حالت اول، کمپلکس σ با توزیع مجدد چگالی الکترون بدون ایجاد اختلال در آروماتیک بودن حلقه دوم تثبیت می شود؛ در حالت دوم، چنین تثبیتی امکان پذیر نیست:
طرح 23.
تعدادی از واکنش های جایگزینی الکتروفیل در نفتالین:
طرح 24.

ورود یک عامل الکتروفیل به موقعیت β کمتر رایج است. به عنوان یک قاعده، این در شرایط خاص رخ می دهد. به طور خاص، سولفوناسیون نفتالین در دمای 60 درجه سانتیگراد به عنوان یک فرآیند کنترل شده جنبشی، با تشکیل اسید 1-نفتالین سولفونیک انجام می شود. سولفوناسیون نفتالین در دمای 160 درجه سانتیگراد به عنوان یک فرآیند ترمودینامیکی کنترل شده انجام می شود و منجر به تشکیل اسید 2-نفتالین سولفونیک می شود:

طرح 25.
محل ورود جانشین دوم به سیستم نفتالین با موارد زیر تعیین می شود:

1. تأثیر جهت گیری یک جانشین موجود.

2. تفاوت در واکنش پذیری موقعیت های α و β.

در این صورت شرایط زیر رعایت می شود:

1. اگر یکی از حلقه های نفتالین جانشینی از نوع اول داشته باشد، جایگزین جدید وارد همان حلقه می شود. یک جایگزین از نوع اول در موقعیت 1(α) جایگزین دوم را عمدتاً به 4(( جفت)-موقعیت. ایزومر با یک جانشین دوم در 2( ارتو)- موقعیت در مقادیر کم تشکیل می شود، به عنوان مثال:
طرح 26.
جانشین های الکترون خارج کننده واقع در مولکول نفتالین حمله را به حلقه دیگری در موقعیت های 5 و 8 هدایت می کنند:

طرح 27.

طرح 28.

اکسیداسیون نفتالین با اکسیژن اتمسفر با استفاده از پنتوکسید وانادیم به عنوان کاتالیزور منجر به تشکیل انیدرید فتالیک می شود:

طرح 29.

نفتالین را می توان با اثر عوامل کاهنده مختلف با افزودن 1، 2 یا 5 مول هیدروژن کاهش داد:
طرح 30.
2.2. آنتراسن، فنانترن

با ساختن حلقه دیگری از نفتالین، دو هیدروکربن ایزومر می توان به دست آورد - آنتراسن و فنانترن:
طرح 31..
موقعیت های 1، 4، 5 و 8 "α" تعیین شده اند، موقعیت های 2، 3، 6 و 7 "β" تعیین شده اند، موقعیت های 9 و 10 "γ" یا "meso" تعیین می شوند - موقعیت میانی.
راه های بدست آوردن

بخش عمده آنتراسن از قطران زغال سنگ به دست می آید.

در شرایط آزمایشگاهی، آنتراسن با واکنش فریدل کرافت از بنزن یا با تترابروموتان به دست می آید:
طرح 32.
یا با واکنش با انیدرید فتالیک:

طرح 33.

در نتیجه مرحله اول واکنش، آنتراکینون به دست می آید که به راحتی به آنتراسن تبدیل می شود، به عنوان مثال، با بوروهیدرید سدیم.

از واکنش فیتیگ نیز استفاده می شود که بر اساس آن، مولکول آنتراسن از دو مولکول به دست می آید. ارتو- بروموبنزیل بروماید:
طرح 34.
خواص:

آنتراسن یک ماده کریستالی با T pl است. 213 0 C. هر سه حلقه بنزن آنتراسن در یک صفحه قرار دارند.

آنتراسن به راحتی هیدروژن، برم و انیدرید مالئیک را به موقعیت های 9 و 10 اضافه می کند:
طرح 35.
محصول افزودنی برم به راحتی هیدروژن برومید را از دست می دهد و 9-بروموآنتراسن را تشکیل می دهد.

تحت تأثیر عوامل اکسید کننده، آنتراسن به راحتی به آنتراکینون اکسید می شود:
طرح 36.
فنانترن، و همچنین آنتراسن، از اجزای تشکیل دهنده قطران زغال سنگ است.

درست مانند آنتراسن، فنانترن هیدروژن و برم را به موقعیت های 9 و 10 اضافه می کند:
طرح 37.
تحت تأثیر عوامل اکسید کننده، فنانترن به راحتی به فنانترنکینون اکسید می شود که بیشتر به اسید 2،2`-بیفنیک اکسید می شود:
طرح 36.

مطالب نمایشی برای سخنرانی

طرح 1. فرمول ساختاری بی فنیل و ترتیب تعیین موقعیت جانشین ها در مولکول بی فنیل.

طرح 2. طرحی برای سنتز بی فنیل با پیرولیز بنزن.

طرح 3. طرحی برای سنتز بی فنیل از یدوبنزن.

طرح 4. طرحی برای سنتز بی فنیل با توجه به واکنش اولمان.

طرح 5.طرحی برای سنتز بنزیدین.

طرح 6.نشانگر کنگو قرمز است.

طرح 7. طرح برهمکنش فضایی اتم های هیدروژن در ارتو و ارتو-مدارک

طرح 8. ایزومرهای نوری چرخشی

طرح 9. طرح واکنش جایگزینی الکتروفیلیک.

ترکیب زیر دی فنیل متان است:

طرح 10.پلی فنیل متان ها

طرح 11.طرحی برای سنتز دی و تری فنیل متان، متیلن کلرید و کلروفرم.

طرح 12.طرحی برای سنتز دی و تری فنیل متان از بنزیل کلرید و بنزیلیدین کلرید.

طرح 13.طرح اکسیداسیون دی فنیل متان.

طرح 14.واکنش های مشتقات تری فنیل متان


طرح 15.طرحی برای سنتز رنگ مالاکیت سبز.

طرح 16.طرحی برای سنتز نشانگر فنل فتالئین.

طرح 17.ساختار مولکول نفتالین و تعیین موقعیت ها.

طرح 18.مشتقات نفتالین
راه های بدست آوردن

هیدروکربن های معطر- ترکیبات کربن و هیدروژن که در مولکول آنها یک حلقه بنزن وجود دارد. مهمترین نمایندگان هیدروکربن های معطر، بنزن و همولوگ های آن هستند - محصولات جایگزینی یک یا چند اتم هیدروژن در مولکول بنزن برای بقایای هیدروکربن.

ساختار مولکول بنزن

اولین ترکیب معطر، بنزن، در سال 1825 توسط M. Faraday کشف شد. فرمول مولکولی آن ایجاد شد - C 6 H 6. اگر ترکیب آن را با ترکیب هیدروکربن اشباع حاوی همان تعداد اتم کربن - هگزان (C 6 H 14) مقایسه کنیم، می بینیم که بنزن حاوی هشت اتم هیدروژن کمتر است. همانطور که مشخص است، ظهور پیوندها و چرخه های متعدد منجر به کاهش تعداد اتم های هیدروژن در یک مولکول هیدروکربن می شود. در سال 1865، F. Kekule آن را پیشنهاد کرد فرمول ساختاریبه عنوان سیکلوهگزانترین-1،3،5.

بنابراین، مولکول مربوط به فرمول Kekule حاوی پیوندهای مضاعف است، بنابراین، بنزن باید یک ویژگی غیر اشباع داشته باشد، به عنوان مثال، ورود به واکنش های اضافه آسان است: هیدروژناسیون، برم، هیدراتاسیون و غیره

با این حال، داده های تجربی متعدد نشان داده است که بنزن فقط در شرایط سخت وارد واکنش های افزودنی می شود(در دما و نور بالا)، مقاوم در برابر اکسیداسیون. مشخصه ترین آن واکنش های جانشینی استبنابراین، بنزن از نظر خصوصیات به هیدروکربن های اشباع نزدیک تر است.

در تلاش برای تبیین این ناهماهنگی ها، بسیاری از محققان پیشنهاد کرده اند گزینه های مختلفساختارهای بنزن ساختار مولکول بنزن در نهایت با واکنش تشکیل آن از استیلن تأیید شد. در واقع، پیوندهای کربن-کربن در بنزن معادل هستند و خواص آنها مشابه پیوندهای تک یا دوگانه نیست.

در حال حاضر، بنزن یا با فرمول Kekule یا با شش ضلعی که در آن یک دایره به تصویر کشیده شده است نشان داده می شود.

بنابراین ویژگی ساختار بنزن چیست؟

بر اساس این مطالعات و محاسبات، به این نتیجه رسیدیم که هر شش اتم کربن در حالت هیبریداسیون sp 2 هستند و در یک صفحه قرار دارند. اوربیتال‌های p هیبرید نشده اتم‌های کربن که پیوندهای دوگانه را می‌سازند (فرمول Kekule) عمود بر صفحه حلقه و موازی با یکدیگر هستند.

آنها با یکدیگر همپوشانی دارند و یک سیستم π را تشکیل می دهند. بنابراین، سیستم پیوندهای دوگانه متناوب که در فرمول Kekule نشان داده شده است، یک سیستم حلقوی از پیوندهای π مزدوج و همپوشانی است. این سیستم شامل دو ناحیه حلقوی (دونات مانند) با چگالی الکترونی است که در دو طرف حلقه بنزن قرار دارند. بنابراین، منطقی تر است که بنزن را به عنوان یک شش ضلعی منظم با دایره ای در مرکز (سیستم π) نشان دهیم تا به صورت سیکلوهگزانترین-1،3،5.

دانشمند آمریکایی L. Pauling پیشنهاد کرد که بنزن را به شکل دو ساختار مرزی نشان دهد که در توزیع چگالی الکترون متفاوت است و دائماً به یکدیگر تبدیل می شوند:

طول پیوند اندازه گیری شده این فرض را تایید می کند. مشخص شد که تمام پیوندهای C-C در بنزن دارای طول یکسانی (0.139 نانومتر) هستند. آنها تا حدودی کوتاهتر از مجرد هستند کراوات C-C(0.154 نانومتر) و طولانی تر دو برابر می شود (0.132 نانومتر).

همچنین ترکیباتی وجود دارد که مولکول های آنها دارای چندین ساختار حلقوی هستند، به عنوان مثال:

ایزومر و نامگذاری هیدروکربن های آروماتیک

برای همولوگ های بنزنایزومری موقعیت چندین جانشین مشخص است. ساده ترین همولوگ بنزن است تولوئن(متیل بنزن) - چنین ایزومرهایی ندارد. همولوگ زیر به صورت چهار ایزومر ارائه می شود:

اساس نام یک هیدروکربن آروماتیک با جایگزین های کوچک کلمه بنزن است. اتم ها در یک حلقه معطر شماره گذاری می شوند از معاون ارشد تا جوان:

اگر جانشین ها یکسان باشند، پس شماره گذاری با توجه به کوتاه ترین مسیر انجام می شود: برای مثال، ماده:

1،3-دی متیل بنزن نامیده می شود، نه 1،5-دی متیل بنزن.

با توجه به نامگذاری قدیمی، موقعیت های 2 و 6 را موقعیت های ارتو، 4 - para-، 3 و 5 - موقعیت های متا می نامند.

خواص فیزیکی هیدروکربن های آروماتیک

بنزن و ساده ترین همولوگ های آن در شرایط عادی - مایعات بسیار سمیبا بوی نامطبوع مشخص. آنها در آب کم محلول هستند، اما خوب - در حلال های آلی.

خواص شیمیایی هیدروکربن های آروماتیک

واکنش های جایگزینیهیدروکربن های معطر وارد واکنش های جایگزینی می شوند.

1. بروماسیون.هنگام واکنش با برم در حضور یک کاتالیزور، برمید آهن (III)، یکی از اتم های هیدروژن در حلقه بنزن می تواند با یک اتم برم جایگزین شود:

2. نیتراسیون بنزن و همولوگ های آن. هنگامی که یک هیدروکربن معطر با اسید نیتریک در حضور اسید سولفوریک برهم کنش می کند (مخلوطی از اسیدهای سولفوریک و نیتریک مخلوط نیترات کننده نامیده می شود)، یک اتم هیدروژن با یک گروه نیترو جایگزین می شود - NO 2:

کاهش نیتروبنزن به دست می آید آنیلین- ماده ای که برای به دست آوردن رنگ های آنیلین استفاده می شود:

این واکنش به نام شیمیدان روسی زینین نامگذاری شده است.

واکنش های افزایشیترکیبات معطر همچنین می توانند وارد واکنش های افزودن به حلقه بنزن شوند. در این حالت سیکلوهگزان و مشتقات آن تشکیل می شود.

1. هیدروژناسیونهیدروژناسیون کاتالیزوری بنزن با سرعت بیشتری انجام می شود درجه حرارت بالانسبت به هیدروژنه شدن آلکن ها:

2. کلرزنیواکنش تحت نور ماوراء بنفش انجام می شود و یک رادیکال آزاد است:

خواص شیمیایی هیدروکربن های آروماتیک - خلاصه

همولوگ های بنزن

ترکیب مولکول های آنها با فرمول مطابقت دارد سیnاچ2n-6. نزدیکترین همولوگهای بنزن عبارتند از:

همه همولوگ های بنزن زیر تولوئن دارند ایزومرها. ایزومر می تواند هم با تعداد و ساختار جانشین (1، 2)، و هم با موقعیت جانشین در حلقه بنزن (2، 3، 4) مرتبط باشد. ترکیبات فرمول عمومی سی 8 اچ 10 :

با توجه به نامگذاری قدیمی که برای نشان دادن موقعیت نسبی دو جایگزین یکسان یا متفاوت در حلقه بنزن استفاده می شود، از پیشوندها استفاده می شود. ارتو-(به اختصار o-) - جایگزین ها در اتم های کربن همسایه قرار دارند، متا(m-) - از طریق یک اتم کربن و جفت-(ن-) - جانشین در برابر یکدیگر.

اولین اعضای سری همولوگ بنزن مایعاتی با بوی خاص هستند. آنها سبکتر از آب هستند. هستند حلال های خوب. همولوگ های بنزن وارد واکنش های جایگزینی می شوند:

برم زایی:

نیتراسیون:

تولوئن با گرم شدن توسط پرمنگنات اکسید می شود:

مواد مرجع برای قبولی در آزمون:

جدول مندلیف

جدول حلالیت