MONOSÜBSTİTÜE BENZEN
TÜREVLERİNİN ELEKTROFİLİK
YERDEĞİŞTİRME REAKSİYONLARI
Toluen’in nitrolanması
CH
3Toluen Metilbenzen
Toluen, alkilbenzen türevi bir bileşiktir ve alkil sübstitüentleri benzen halkasının elektron yoğunluğunu artırır yani halkayı aktive eder (+I etki).
Halkayı aktive eden gruplar orto, para yönlendirme yapar.
CH
3orto
para orto
CH
3HNO
3/ H
2SO
4CH
3NO
2o-nitrotoluen
%60
+
CH
3p-nitrotoluen
%36
NO
2Alkiloksibenzen türevlerinin nitrolanması
Anisol bileşiğinde benzen halkası oksijen atomu ile bağ yapmıştır. CH
3O- sübstitüentinde, oksijen üzerindeki bir elektron çifti benzen halkası ile konjugasyona girerek halkanın elektron yoğunluğunu artırır (+M etki) ve orto, para yönlendirme yapar.
O
Anisol CH 3
O CH 3 O CH 3 O CH 3 O CH 3
O
orto
para
orto CH
3O
HNO
3/ H
2SO
4O
NO
2o-nitroanisol
%31
+
O
p-nitroanisol
%67 NO
2CH
3CH
3CH
3Nitrobenzen’in nitrolanması
Benzene bağlı nitro fonksiyonel grubu halkanın elektron yoğunluğunu azaltırar halkayı desaktive ederek (-M etki) meta yönlendirme yapar.
NO
2Nitrobenzen
NO
2meta meta
N O
O N
O
O N
O
O N
O O
NO
2HNO
3/ H
2SO
4NO
2m-dinitrobenzen
NO
2Asetofenon’un nitrolanması
Benzene bağlı karbonil grubu halkanın elektron yoğunluğunu azaltarak halkayı desaktive eder (-M etki) meta yönlendirme yapar.
C
Asetofenon CH
3O
C O
CH3 C
O
CH3 C
O
CH3 C
O CH3
C
meta meta
CH3
O
C
HNO
3/ H
2SO
4C
m-nitroasetofenon NO
2O CH
3O CH
3Klorobenzen’in nitrolanması
Benzene bağlı halojen atomları (F, Cl, Br, I) halkanın elektron yoğunluğunu azaltmalarına (halkayı desaktive etmelerine) karşın orto, para yönlendirme yaparlar.
Klorobenzen Cl
Cl
HNO3 / H2SO4
Cl
NO2
o-kloronitrobenzen
%35
+
Cl
p-kloronitrobenzen
%64 NO2 Cl
orto
para orto
Disübstitüe benzen türevlerinde elektrofilik yerdeğiştirme reaksiyonları
m-Ksilen bileşiği nitrolandığında hangi ürün ya da ürünler oluşur?
CH
3orto orto
para orto para orto
CH
3CH 3
HNO 3 / H 2 SO 4 CH 3
m-ksilen
CH 3
HNO 3 / H 2 SO 4 CH 3
m-ksilen
CH 3
CH 3 O 2 N
CH
3HNO
3/ H
2SO
4p-nitrotoluen
NO
2p-nitrotoluen bileşiğinde metil sübstitüenti orto, para yönlendirme yaparken nitro sübstitüenti meta yönlendirme yapmaktadır.
CH 3
p-nitrotoluen NO 2 metil'e göre orto nitro'ya göre meta
CH
3HNO
3/ H
2SO
4NO
2CH
3NO
2NO
2ÇEŞİTLİ AROMATİK BİLEŞİKLER
VE REAKSİYONLARI
Alkilbenzen türevlerinde alkil grupları elektrofilik yerdeğiştirme reaksiyonlarında orto, para yönlendirme yaparlar.
CH
3HNO
3/ H
2SO
4CH
3NO
2o-nitrotoluen
%60
+
CH
3p-nitrotoluen
%36 NO
2Alkil
Alkil
orto
para orto
CH
3CH
3Cl +
CH
3Cl Cl
2/ AlCl
3Alkilbenzen türevleri ve reaksiyonları
Alkilbenzenler benzenin Friedel-Crafts reaksiyonu sonucu elde edilebilirler.
+ AlX 3
+ HCl + AlCl 3 R
R X
Alkilbenzenler açilbenzen türevi bileşiklerin redüksiyonu ile de elde edilebilirler.
Wolff-Kishner Redüksiyonu
C O
R C R
H Zn (Hg) H
HCl C
O
R 1) H
2N NH
22) KOH
C R H H
Clemmensen redüksiyonu
Alkilbenzenlerde oksidasyon reaksiyonları
CH
3MnO
2O C H
H
2C
CrO
3CH
3O C CH
3CH
3KMnO
4O C OH
H
2C CH
3O C OH KMnO
4KMnO
4C CH
3H
3C CH
3Reaksiyon vermez
Alkilbenzenlerde yan zincir reaksiyonları
Cl
2/ uv
H
2C CH
3Cl CH
3Cl
2/ uv
CH
2Cl CH
3Cl
2/ uv Cl
Cl
Cl
Cl Cl
Cl
Arildiazonyum Tuzlarının Oluşumu
Arildiazonyum tuzları, primer aromatik aminlerin nitröz asit (HNO
2) ile 0-5°C’de elde edilir. Nitröz asit reaksiyon ortamında hidroklorik asit veya sülfürik asit ile sodyum nitrit (NaNO
2) kullanılarak elde edilir.
Arildiazonyum tuzları ısıyla aril katyonuna dönüşür.
Aril katyonu çok etkin ve kararsızdır, ortamdaki çözücü veya nükleofil ile etkileşerek çeşitli fonksiyonel grupların sentezi gerçekleştirilir.
Su ile hidroliz reaksiyonu sonucunda fenoller elde edilir.
Cl OH
+ KOH CuSO
4300
oC
O OH
+ FeCl
33
3
Fe
Diazonyum tuzları sulu asit çözeltileriyle aril halojenürlere dönüştürülemez.
Diazonyum tuzlarından aril klorürler, aril bromürlerin veya aril iyodürlerin eldesi Sandmeyer reaksiyonu ile gerçekleştirilebilir.
Aril fluorürler Sandmayer reaksiyonu ile elde edilemezler. Arildiazonyum tuzlarının tetrafluoroborat ile reaksiyonu sonucunda elde edilebilirler (Schiemann reaksiyonu).
Diazonyum tuzlarının H
3PO
2(hipofosforöz asit) ile reaksiyonuyla arenler,
CuCN ile reaksiyonuyla ise arilsiyanürler elde edilir.
Kolbe-Schmitt Reaksiyonu
O OH
O O
CH
3Asetilsalisilik asit, Aspirin
+ H
2Pt
Naftalen
Na / EtOH
1,2-Dihidronaftalen H
2/ Ni
1,2,3,4-Tetrahidronaftalen
Dekahidronaftalen
Dekalin cis-dekalin trans-dekalin H
H H
H
Aromatik Halka Redüksiyonu
5α-Androstan Estran
Aromatik Alkoller
Fenol bileşiğinde aromatik halkaya bağlı bulunan oksijen atomu mezomerik olarak halkaya elektron verecektir (halkayı aktive edici grup) ve oksijen üzerindeki elektron yoğunluğu sikloheksanol’e göre daha düşük olacaktır. Sonuçta oksijene bağlı olan hidrojen sikloheksanole göre daha kolay ayrılacaktır.
Fenol sikloheksanolden daha asidik bir bileşiktir.
OH OH
OH
NO
2Sikloheksanol Fenol m-nitrofenol 2,4,6-Trinitrofenol pKa= 16 pKa= 9.89 pKa= 7.15 Pikrik asit pKa=0.38
OH
NO
2O
2N
NO
2OH
+ RCOOH
O C O
R
Ar-OH + RCOCl Ar-O-CO-R Ar-ONa + R-X Ar-O-R + NaX
Ar-OH + PCl 5 Ar-Cl Ar-OH + SOCl 2 Ar-Cl
Ar-OH + HCl Reaksiyon Vermez
Aromatik Aminler
Anilin bileşiğinde aromatik halkaya bağlı bulunan azot atomu mezomerik olarak halkaya elektron verecektir (halkayı aktive edici grup) ve azot üzerindeki elektron yoğunluğu sikloheksilamine göre daha düşük olacaktır.
Anilin bileşiğinin bazikliği sikloheksilamine göre daha düşüktür.
NH
2Sikloheksilamin Anilin pKb= 3.34 pKb= 9.13
NH
2Primer aromatik aminler nitro grubunun redüksiyonu ile ya da arilhalojenürlerin özel koşullarda amonyak ile reaksiyonu ile elde edilebilirler.
Fe / HCl
NH
2NO
2Fe / HCl
NH
2NO
2NH
3NH
2Cl
200
oC
NH
2H N R
Ar-NH
2+ RCOCl Ar-N-CO-R NH
2+ HCl
NH
3NH
2+ HCl
NH
3N R R
R-Cl R-Cl R-Cl N R
R
R
NH
2+ RCOOH
H N C O
R
Diazoik Kenetlenme Reaksiyonları
NH
2+
N N
H
2N N N
p-aminofenilazobenzen
OH +
N N
HO N N
p-hidroksifenilazobenzen
OH +
N N
N N
Naftol
OH
Benzensülfonik asitler
SO3H
Benzensülfonik asit
SO3H
p-Toluensülfonik asit p-TsOH p-TsOH H3C
+ Der.H2SO4
S
+ HSO3Cl
OH O O
S OH O O
+ SOCl2 veya PCl5
S Cl O O
S Cl O O
S Cl O O
+ Ar-NH2 S
HN O
O Ar