Cykloalkany

Odrębną grupę węglowodorów nasyconych stanowią związki cykliczne,
tzw

.cykloalkany

,o wzorze ogólnym C

n

H

2n

.

Nazwy związków jednopierścieniowych tworzy się z nazw
odpowiednich alkanów przez dodanie przedrostka cyklo-.

CH

2

CH

2

CH

2

CH

CH

3

CH

2

CH

2

Br

Br

Zn

CH

2

CH

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

3

H

H

H

H

H

H

C

C

CH

3

H

H

C

C

H

C

H

H

C

H

CH

3

H

H

H

H

H

C

C

H

H

C

C

H

C

H

H

C

konformacja łódkowa

konformacja krzesełkowa

metylocykloheksan

Wprowadzenie-węglowodory aromatyczne

Do związków aromatycznych zaliczamy benzen i związki do
niego podobne pod względem właściwości chemicznych.

Nazewnictwo wiązało się z tym ,że wiele substancji odznacza się się
przyjemnym aromatycznym zapachem.

Należą do nich, między innymi ,balsam tolutański, olejek gorzkich
migdałów,olejek kminkowy,wanilia itp..W czasach gdy nie znano
budowy tych związków, z racji ich zapachu aromatycznego
ujmowano je w jedną grupę związków aromatycznych.
Różnice –węglowodory alifatyczne i aromatyczne

Węglowodory alifatyczne ulegają głównie reakcjom addycji i
substytucji wolnorodnikowej,przy czym addycja zachodzi z udziałem
wiązań wielokrotnych.a substytucja wolnorodnikowa- w różnych
miejscach alifatycznego łańcucha.

Węglowodory aromatyczne charakteryzują się skłonnością do
ulegania substytucji jonowej.

Struktura rezonansowa cząsteczki benzenu

W ujęciu teorii rezonansu cząsteczka benzenu jest hybrydą
rezonansową dwóch struktur granicznych(I) i (II) (tzw. Struktur
Kekulego)

Struktury te są równoważne energetycznie, mają równy udział w
opisie struktury elektronowej hybrydy.

Konsekwencją tego :

jest pełna delokalizacja elektronów 
Jednakowa długość wszystkich wiązań C-C

Nazewnictwo pochodnych benzenu

1.dodajemy nazwę

podstawnika do słowa
benzen

2. Nazwę dwupodstawionych

pochodnych benzenu kształtuje się
w oparciu o konwencję
pierwszeństwa podstawników,
decydującą o nazwie podstawowej
oraz konwencję
orto(1,2),meta(1,3),para(1,4).

COOH > SO

3

H > OH >alkil lub

aryl > NH

2

> X , NO

2

CH

3

OH

metylobenzen (toluen)

hydroksybenzen (fenol)

3. Jeśli

jest

więcej

niż

2

podstawniki, określamy ich
położenie za pomocą liczb.

Br

Br

o-dibromobenzen

Br

Br

m-dibromobenzen

CH

3

Cl

o-chlorotoluen

CH

3

NO

2

O

2

N

NO

2

2,4,6-trinitrotoluen

OH

Cl

Cl

2,4-dichlorofenol

Reakcja podstawiania elektrofilowego

NO

2

H

+

+

H

X Y

X

H Y

+

+

HNO

3

+ 2 H

2

SO

4

NO

2

+

+ 2 HSO

4

–

+ H

3

O

+

Elektrofilem w przypadku nitrowania jest kation
nitroniowy NO

2

+

.

Powstały karbokation jest stabilizowany przez
rezonans

Pierwszy etap reakcji polega na
przyłączeniu cząsteczki elektrofila do
atomu węgla pierścienia z
wykorzystaniem elektronów .

W ostatnim etapie
następuje odszczepienie
protonu (H

+

).

H

NO

2

+

+

H

NO

2

+

H

NO

2

+

H

NO

2

+

Podstawowe reakcje elektrofilowego

podstawiania benzenu

Nitrowanie

ArH + HO-NO

2

Ar –NO

2

+ H

2

O

Sulfonowanie

ArH + HO-SO

3

H Ar- SO

3

H + H

2

O

Desulfonacja

Ar- SO

3

H Ar H + H

2

SO

4

Halogenowanie

ArH + X

2

Ar-X + HX (X= Cl,Br)

Alkilowanie Friedla-Craftsa

Ar H + RX Ar-R + HX
Acylowanie Friedla-Craftsa

ArH + R-COCl Ar –CO-R + HCl

H

2

SO

4

SO

3

H

2

O



Fe

AlCl

3

AlCl

3

Tworzenie soli dwuazoniowych i ich reakcje

NO

2

NH

2

N

2

Cl

[H]

NaNO

2

HCl

+

N

2

OH

+

H

2

O

I

KI

CN

COOH

CuCN

Cl

CuCl

OH

OH

N

N

barwniki azowe

Reakcje zachodzące w łańcuchu bocznym

Reakcje podstawiania

Utlenianie łańcucha bocznego

CH

3

CH

2

Cl

Cl

2

+

h



+

HCl

R- podstawnik alkilowy

R

COOH

[O]

Wpływ podstawników na reakcje

podstawienie aromatycznego

C

H

C

H

C

H

CH

CH

C

H

Równocenne

wszystkie atomy węgla
i wodoru

Podstawnik X znosi
równocenność atomów węgla i
wodoru, wywiera wpływ na
sposób podstawienia
następnych podstawników

C

H

C

H

C

H

CH

CH

C

X

orto

meta

para

Wpływ podstawników na reakcje

podstawienie aromatycznego cd1.

Grupa I-podstawniki kierujące w położenie orto i para .Do tej
kategorii należą podstawniki posiadające wolną parę lub pary
elektronów p na atomie związanym z pierścieniem aromatycznym

-

podstawniki silnie aktywujące pierścień: -OH, -NH

2

, -NHR

, -NR

2

-podstawniki średnio aktywujące: -OR , -OCOR , -NHCOR

-podstawniki słabo aktywujące: -R , - Ar , -CH

2

X

-podstawniki słabo deaktywujace: -Cl, -F, -Br, -J

Wpływ podstawników na reakcje

podstawienie aromatycznego cd2

GrupaII-podstawniki kierujące w położenie meta. Do tej
kategorii zaliczamy podstawniki posiadające pełny lub cząstkowy
ładunek dodatni na atomie związanym z pierścieniem
aromatycznym.

-podstawniki dezaktywujące

-NO

2

, -CN , -COOH , -SO

3

H , - CHO . -COOR

N

O

O

S

O

O

OH

C N

C

OH

O

C

H

O

C

CH

3

O

C

O

O

CH

3