Окисление аренов

1. Синтез фенолов
2. Реакция Елбса
3. Образование хинонов
4. Окислительная деструкция ароматических колец

Даже сильные окислители не дают должного результата, бензол не окисляется. Этим фактом обусловлена сфера его применения. При проведении реакций других органических соединений его используют как инертный растворитель. Под действием окислительных агентов можно добиться окисления алкильных групп.

Синтез фенолов: существует свободнорадикальный механизм гидроксилирования ароматических соединений. Получение фенолов чаще всего показана из солей диазония. Для протекания этой реакции не нужно создавать жесткие условия. Гораздо реже встречается гидролиз арилгалогенидов. Ароматическое кольцо фенола обладает высокой реакционной способностью в реакциях электрофильного замещения.

В своё время Дербишайр и Уотерс изучили преимущества электрофильного ароматического гидроксилирования. В ходе реакции было доказано, что мезитилен под действием перекиси водорода в смеси уксусной и серной кислот способен образовывать 2,4,6 — триметилфенол. Детально этот процесс можно рассмотреть на рисунке.

Ниже показана реакция гидроксилирования простых ароматических соединений пероксидом водорода. В данном случае показано использования кислот Льюиса, которые обладают следующими критериями: катализ, нейтрализация, вытеснение и способность к титрованию.

Активным окислителем выступает тетра (трифторацетат) свинца в трифторуксусной кислоте. Механизм реакции показан на рисунке.

Реакция Елбса: окисление фенола с образованием гидрохинона под действием персульфата калия.

В том случае, когда ϭ положение в молекуле фенола уже занято, процесс протекает в орто-положении. Конечный продукт будет синтезирован в меньшем количестве.

Образование хинонов. Как только из хинной кислоты химики получили пара-бензохинон, возникло название «хинон». Они бывают природными и синтетическими. Синтез хинонов осуществляет посредством окисления одно и двухатомных фенолов, аминов и диаминов ароматического ряда. Реагенты на основе хрома используют для окисления фенолов, ароматических аминов и гидрохинонов. Синтез пара-бензохинона:

Неустойчивым соединением является незамещенный орто-бензохинон, который получают посредством использования пероксида свинца в низких температурных условиях.

Быстро и легко производится алкил-бензохиноны. В данном случае используется оксид серебра или пероксид свинца. Применение азотной кислоты, как более жесткого окислителя, показано при синтезе хинонов с электроноакцепторными заместителями. Нафталин окисляется гораздо тяжелее, чем антрацен. Тем не менее, выход целевого продукта при окислении антрацена составляет порядка 90%.

Окисление алкил-и арилнафталенов осуществляется по схеме, которая показана ниже.

Окислительная деструкция ароматических колец. Такие реакции нашли широкое применение в промышленности. Благодаря им можно получить малеиновый и фталевый ангидрид.

Действие азотной кислоты никаким образом не влияет на ароматические характеристики бензола. Использование пентаоксида ванадия в условиях чрезвычайно высокой температуры приводит к окислению бензола. Продуктом реакции выступает малеиновый ангидрид. Получение фталевого ангидрида осуществляется при воздействии такого же катализатора в условиях высокой температуры окисляется нафталин. Окисление озоном протекает тяжелее. Вектор роста реакционной способности: бензол – нафталин – фенантрен.

Окисление аренов кислородом производится при условии, что содержание озона находится в пределах от 8 до 15%. Механизм реакции такой же как при озонировании алкенов.

Гораздо медленнее в реакцию вступает ядро бензола. Чего нельзя сказать о С=С связи в алкенах. В статье вы можете найти примеры основных реакций и воспользоваться ими при подготовке к экзамену или зачету.