Obraz0 (68)

76

Takie samo działanie kierujące obserwuje się w innych reakcjach chłoro-benzenu, np. reakcjach hałogenowania i sulfonowania. Mówimy na tej podstawie, że atom chloru skierowuje nowe podstawniki w położenia orto i para.

Ćwiczenie 4.4. Grupa metylowa kieruje podstawienie elektrolitowe w położenia orto i para. Napisz wzory produktów nitrowania i sulfonowania toluenu.

Grupa nitrowa ma inny wpływ skierowujący, niż atom chloru łub grupa metylowa. W wyniku nitrowania nitrobenzenu otrzymuje s'ię m-dinitro-benzen. Otrzymanie o-dinitrobenzenu i p-dinitrobenzenu na tej drodze jest niemożliwe.

Reakcje nitrobenzenu z innymi elektrofilami również prowadzą do produktów z nowymi podstawnikami w położeniu meta. Wynika stąd, że grupa nitrowa kieruje nowe podstawniki w położenie meta.

Ćwiczenie 4.5. Jaką budowę ma produkt nitrowania m-chlorotoluenu? Napisz wzór produktu chlorowania nitrobenzenu,

Ćwiczenie 4.6. Jaką budowę ma produkt nitrowania chlorobenzcnu powstający gdy do cząsteczki wprowadzone zostaną dwie grupy nitrowe? Wskazówka: pierwsza wprowadzona grupa nitrowa też wywiera działanie kierujące.

Ćwiczenie 4.7. Wpływ kierujący podstawników ogranicza wybór substratów do syntezy związków aromatycznych w reakcjach podstawienia elektrolitowego. Zaproponuj syntezę I,4-dichloro-3-nilrobenzenu z benzenu.

4.6. Otrzymywanie i zastosowanie węglowodorów aromatycznych

Smoła pogazowa

Najważniejszym przemysłowym źródłem węglowodorów aromatycznych do połowy XX stulecia była piroliza węgla kamiennego w gazowniach i koksowaniach. Pirolizą nazywamy rozkład substancji spowodowany działaniem wysokiej temperatury. Z węgla ogrzewanego bez dostępu powietrza w temperaturze ok. 1000°C powstaje koks i gaz świetlny oraz ciekły produkt, nazywany smolą pogazową Zwykle z jednej tony węgla powstaje ok. 50 kg smoły. Produkt ten zawiera zaledwie kilkanaście procent węglowodorów aromatycznych, ale jest ich poważnym źródłem, ponieważ koksownie przerabiają wiele milionów ton węgla.

Smoła pogazowa jest złożoną mieszaniną zawierającą ponad 200 związków aromatycznych, a wśród nich benzen, toluen, ksyleny i naftalen. Pierwszym poznanym składnikiem smoły był naftalen, wydzielony już w roku 1820.

Rozwój przemysłu tworzyw sztucznych w XX w. spowodował wzrost zapotrzebowania na benzen, toluen i ksyleny w stopniu przewyższającym zdolności produkcyjne koksowni. Obecnie węglowodory te są wytwarzane z frakcji Cs - Cio ropy naftowej w procesie reformingu (rozdz. 2.9 ).

Synteza i zastosowanie styrenu

Zastosowanie węglowodorów aromatycznych polega na ich wykorzystaniu do otrzymywania innych produktów. Różne przykłady spotkamy w miarę poznawania chemii organicznej. Obecnie ograniczymy się do omówienia styrenu, ponieważ jego synteza i zastosowanie mieszczą się w ramach wiedzy chemicznej, jaką zdobyliśmy dotychczas.

Styren jest jednocześnie związkiem aromatycznym i alifatycznym związkiem nienasyconym, bo w jego cząsteczce występuje pierścień benzenowy połączony z fragmentem dwuwęglowym, zawierającym wiązanie podwójne OC.

Styren jest surowcem do otrzymywania polistyrenu i dlatego jest produkowany w dużej skali przemysłowej. Polistyren jest często spotykanym tworzywem sztucznym, używanym m. in. do wyrobu piankowych materiałów izolacyjnych i zabawek.