btvn.vn

Phản ứng và ứng dụng của arene

Lưu trên thiết bị này
Hydrocarbon · Chọn bài khác

Mở đầu

Toluene có cả vòng benzene và nhóm CH₃. Khi đọc phương trình, ta xác định phần nào của phân tử đã đổi trước khi đặt tên loại phản ứng.

Thế electrophile ở vòng

Ở nhiệt độ cao và có xúc tác FeBr₃, benzene phản ứng thế với bromine: $$\mathrm{C_6H_6+Br_2\xrightarrow{FeBr_3,t^\circ}C_6H_5Br+HBr}.$$ Phản ứng nitro hóa: $$\mathrm{C_6H_6+HNO_3\xrightarrow{H_2SO_4\ đặc,<50\ ^\circ C}C_6H_5NO_2+H_2O}.$$ Benzene không làm mất màu dung dịch bromine ở điều kiện thường như alkene. Khi vòng có nhóm alkyl, phản ứng thế ở vòng xảy ra dễ hơn và ưu tiên vị trí ortho, para so với nhóm alkyl.

Kiểm tra nhanh

Benzene phản ứng với Br₂ để tạo bromobenzene cần điều kiện nào trong các lựa chọn?
Chọn một đáp án

Phản ứng ở nhánh alkyl

Với toluene, chlorine hoặc bromine dưới ánh sáng có thể thế H ở vị trí benzylic của nhánh. Chất oxi hóa mạnh như KMnO₄ khi đun nóng có thể oxi hóa nhánh alkyl có H benzylic thành nhóm –COOH; sau acid hóa thu benzoic acid. Ngược lại, halogen có xúc tác Lewis acid ưu tiên thế ở vòng. Vì vậy cùng một cặp chất nhưng điều kiện khác có thể cho vị trí phản ứng khác.

Phản ứng cộng, cháy và ứng dụng

Khi chiếu tia tử ngoại và đun nóng, benzene cộng chlorine tạo 1,2,3,4,5,6-hexachlorocyclohexane: $$\mathrm{C_6H_6+3Cl_2\xrightarrow{UV,t^\circ}C_6H_6Cl_6}.$$ Ở nhiệt độ, áp suất cao và có xúc tác Ni hoặc Pt, benzene cộng hydrogen: $$\mathrm{C_6H_6+3H_2\xrightarrow{Ni,t^\circ,p}C_6H_{12}}.$$ Arene dễ cháy và tỏa nhiều nhiệt. Sản phẩm cháy hoàn toàn là CO₂ và H₂O. Benzene, toluene, xylene là nguyên liệu quan trọng cho polymer, dung môi và hóa chất. Benzene độc và gây ung thư; không dùng tùy tiện làm dung môi hoặc tiếp xúc trực tiếp.

Ví dụ mẫu

Toluene chuyển thành benzoic acid: C₆H₅–CH₃ → C₆H₅–COOH. > **Dễ nhầm:** Vòng vẫn còn, C của nhánh vẫn còn nhưng bị oxi hóa; không gọi đây là phản ứng cộng vào vòng benzene.

Luyện tập

Toluene bị oxi hóa mạnh ở nhánh rồi acid hóa thường tạo chất nào?
Chọn một đáp án

Ghi nhớ

- Arene thế ở vòng khi có xúc tác phù hợp; nhóm alkyl định hướng thế vào ortho, para và còn có thể bị oxi hóa ở nhánh. - Phải dùng điều kiện để xác định vị trí và loại phản ứng.

Đang học