คุณสมบัติทางเคมีของอนุพันธ์อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน เบนเซนอยด์ไฮโดรคาร์บอนควบแน่น แล้วโครงสร้างของเบนซีนมีความพิเศษอย่างไร?

เหล่านี้เป็นไฮโดรคาร์บอนแบบไซคลิกซึ่งมีพันธะคอนจูเกตคู่สามพันธะอยู่ในวงแหวน

เบนซิน ซี 6 เอช 6– ต้นกำเนิดของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน มันถูกแยกออกครั้งแรกโดยฟาราเดย์ในปี พ.ศ. 2368 จากก๊าซส่องสว่าง

อะตอมของคาร์บอนทั้ง 6 อะตอมในโมเลกุลมีสถานะเดียว sp 2 การผสมพันธุ์และเชื่อมต่อกับอะตอมคาร์บอน 2 อะตอมที่อยู่ใกล้เคียงและอะตอมไฮโดรเจน 1 อะตอมด้วยพันธะ σ 3 ตัว มุมพันธะระหว่างพันธะ π แต่ละคู่มีค่าเท่ากับ 120 0

ดังนั้น โครงกระดูกของพันธะ σ จึงเป็นรูปหกเหลี่ยมปกติโดยที่อะตอมของคาร์บอนทั้งหมดและพันธะ σ C–C และ C–H ทั้งหมดอยู่ในระนาบเดียวกัน

พีอิเล็กตรอนของอะตอมคาร์บอนทั้งหมดก่อตัวเป็นเมฆ π-อิเล็กตรอนแบบไซคลิกเดี่ยว ซึ่งมีความเข้มข้นเหนือและใต้ระนาบของวงแหวน

พันธะ C–C ทั้งหมดในเบนซีนมีค่าเท่ากัน โดยมีความยาว 0.140 นาโนเมตร ซึ่งสอดคล้องกับค่ากลางระหว่างค่าเดี่ยวและค่าคู่

ซึ่งหมายความว่าในโมเลกุลของเบนซีนไม่มีพันธะที่เรียบง่ายและเป็นสองเท่าระหว่างอะตอมของคาร์บอน (ดังในสูตรที่เสนอในปี 1865 โดยนักเคมีชาวเยอรมัน F. Kekule) แต่พวกมันทั้งหมดอยู่ในแนวเดียวกัน (แยกส่วน)

สูตรทั่วไปของอนุกรมคล้ายคลึงกันของเบนซีน CnH2n-6(n ≥ 6)

หากมีอนุมูลตั้งแต่สองตัวขึ้นไป ตำแหน่งของมันจะถูกระบุด้วยจำนวนอะตอมของคาร์บอนในวงแหวนที่พวกมันถูกพันธะกัน วงแหวนมีการกำหนดหมายเลขเพื่อให้จำนวนรากมีค่าน้อยที่สุด

สำหรับเบนซีนที่เลิกใช้งานแล้ว

RC 6 H 4 -R"

นอกจากนี้ยังใช้วิธีสร้างชื่ออีกวิธีหนึ่ง:

ออร์โธ- (โอ-) องค์ประกอบทดแทนอะตอมคาร์บอนที่อยู่ใกล้เคียงของวงแหวน 1,2-;
เมตาดาต้า- (ม-) สารทดแทนผ่านอะตอมคาร์บอนหนึ่งอะตอม (1,3-);
คู่-(ป-) องค์ประกอบทดแทนที่ด้านตรงข้ามของวงแหวน (1,4-)

ไอโซเมอริซึมในสนามประลอง

ถูกกำหนดโดยจำนวนขององค์ประกอบทดแทนตำแหน่งของพวกมันในวงแหวนเบนซีนและความเป็นไปได้ของไอโซเมอร์ริซึมของโครงกระดูกคาร์บอนในองค์ประกอบทดแทนที่มีอะตอมของคาร์บอนมากกว่าสามอะตอม

สำหรับอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน ค 8 ชม. 10มีไอโซเมอร์ 4 ชนิด ได้แก่ ออร์โธ- เมตา- และพาราไซลีน และเอทิลเบนซีน

การได้รับไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติก

การดีไฮโดรจีเนชันของไซโคลอัลเคน

2. ดีไฮโดรไซไลเซชัน (ดีไฮโดรจีเนชันและไซคลิกไลเซชัน) ของอัลเคน เมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา

3. การตัดทอนอะเซทิลีน ถ่านกัมมันต์มากกว่า ( ปฏิกิริยาของเซลินสกี้):

4.อัลคิเลชันของเบนซีนกับฮาโลอัลเคน เมื่อมีอะลูมิเนียมคลอไรด์ปราศจากน้ำหรือ อัลคีน:

คุณสมบัติทางกายภาพ

เบนซีนและสารที่คล้ายคลึงกันที่ใกล้เคียงที่สุดคือของเหลวไม่มีสี มีกลิ่นเฉพาะตัว มีความหนาแน่นน้อยกว่า 1 กรัม/มิลลิลิตร ไวไฟ ไม่ละลายในน้ำ แต่ละลายได้สูงในตัวทำละลายที่ไม่มีขั้ว เบนซีนและโทลูอีนเป็นพิษ (ทำลายไต ตับ ไขกระดูก เลือด)

arenes ที่สูงกว่านั้นเป็นของแข็ง

คุณสมบัติทางเคมี.

เนื่องจากความพร้อม ระบบ  แบบแยกส่วน arenes ไม่ค่อยมีลักษณะพิเศษโดยการเติมหรือปฏิกิริยาออกซิเดชันที่นำไปสู่การรบกวนของอะโรมาติก สิ่งที่มีลักษณะเฉพาะมากที่สุดคือ ปฏิกิริยาการทดแทนอิเล็กโทรฟิลิก อะตอมไฮโดรเจนที่เกี่ยวข้องกับวงแหวน - เอส อี.

1. ปฏิกิริยาของการเข้าร่วมอารีน่า

Arenes สามารถเข้าสู่ปฏิกิริยาเพิ่มเติมที่นำไปสู่การทำลายโครงสร้างอะโรมาติกของวงแหวนเบนซีนได้อย่างยากลำบาก

ก. การเติมไฮโดรเจน- การเติมไฮโดรเจนลงในเบนซีนและความคล้ายคลึงกันเกิดขึ้นที่อุณหภูมิและความดันที่สูงขึ้นเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นโลหะ

ข. คลอรีนแบบรุนแรง- เมื่อเบนซีนถูกคลอรีนอย่างรุนแรง จะได้เฮกซาคลอโรไซโคลเฮกเซน - "เฮกซาคลอเรน" (วิธีการต่อสู้กับแมลงที่เป็นอันตราย)

2. ปฏิกิริยาของการทดแทนที่รุนแรงของอะตอมไฮโดรเจนใน โซ่ข้าง:

ในกรณีของน้ำมันเบนซินที่คล้ายคลึงกัน เมื่อสัมผัสกับคลอรีนในแสงหรือเมื่อถูกความร้อนจะเกิดปฏิกิริยาขึ้น การทดแทนที่รุนแรงใน ห่วงโซ่ด้านข้าง:

3. ปฏิกิริยาออกซิเดชันของอารีเนส

เบนซินไม่ออกซิไดซ์แม้ภายใต้อิทธิพลของสารออกซิไดซ์ที่แรง (KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7 ฯลฯ ) ดังนั้นจึงมักถูกใช้เป็นตัวทำละลายเฉื่อยในปฏิกิริยาออกซิเดชันของสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ

ต่างจากเบนซินตรงที่ความคล้ายคลึงกันของมันจะออกซิไดซ์ค่อนข้างง่าย เมื่อสารละลายของ KMnO 4 ถูกสัมผัสกับตัวกลางที่เป็นกรดและให้ความร้อนในสารเบนซีนที่คล้ายคลึงกัน มีเพียงโซ่ด้านข้างเท่านั้นที่จะเกิดออกซิเดชัน ในขณะที่หมู่คาร์บอกซิลยังคงอยู่จากโซ่ด้านข้าง และส่วนที่เหลือจะเข้าสู่คาร์บอนไดออกไซด์:

5C 6 N 5 - ช 3+6КМnO 4 +9H 2 SO 4 ถึง 5C 6 H 5 - ซีโอโอ+6MnSO 4 +3K 2 SO 4 +14H 2 โอ

5C 6 N 5 - ช.2-ช 3+12КМnO 4 +18H 2 SO 4 à5C 6 H 5 - ซีโอโอ+5คาร์บอนไดออกไซด์ 2+12MnSO 4 +

6K 2 SO 4 +28H 2 ออ

หากเกิดออกซิเดชันในสารละลายที่เป็นกลางเมื่อถูกความร้อนจะเกิดเกลือของกรดเบนโซอิกและโพแทสเซียมคาร์บอเนต:

ค 6 ชั่วโมง 5 - ช.2-ช 3+4KMnO 4 àC 6 H 5 – ซีโอโอเค+เค 2 คาร์บอนไดออกไซด์+4MnO 2 +KOH+2H 2 O

4.ปฏิกิริยาทดแทนในวงแหวนเบนซีน

ฮาโลเจน

การแทนที่อะตอมไฮโดรเจนในวงแหวนเบนซีนด้วยฮาโลเจนเกิดขึ้นเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา AlCl 3, AlBr 3, FeCl 3 เป็นต้น:

ไนเตรชัน

เบนซีนทำปฏิกิริยากับส่วนผสมไนเตรต (ส่วนผสมของกรดไนตริกและกรดซัลฟิวริกเข้มข้น):

อัลคิเลชั่น

การแทนที่อะตอมไฮโดรเจนในวงแหวนเบนซีนด้วยหมู่อัลคิล ( อัลคิเลชัน) เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพล อัลคิลเฮไลด์ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา AlCl 3, FeBr 3 หรือ อัลคีนเมื่อมีกรดฟอสฟอริก:

อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน- สารประกอบของคาร์บอนและไฮโดรเจนซึ่งมีโมเลกุลประกอบด้วยวงแหวนเบนซีน ตัวแทนที่สำคัญที่สุดของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนคือเบนซีนและความคล้ายคลึงกัน - ผลิตภัณฑ์ของการแทนที่อะตอมไฮโดรเจนตั้งแต่หนึ่งอะตอมขึ้นไปในโมเลกุลเบนซีนที่มีสารไฮโดรคาร์บอนตกค้าง

โครงสร้างของโมเลกุลเบนซีน

สารประกอบอะโรมาติกชนิดแรก คือ เบนซิน ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2368 โดยเอ็ม. ฟาราเดย์ สูตรโมเลกุลของมันถูกสร้างขึ้น - C6H6- หากเราเปรียบเทียบองค์ประกอบกับองค์ประกอบของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวที่มีอะตอมคาร์บอนจำนวนเท่ากัน - เฮกเซน (C 6 H 14) เราจะเห็นว่าเบนซีนมีอะตอมไฮโดรเจนน้อยกว่าแปดอะตอม ดังที่ทราบกันดีว่าการปรากฏตัวของพันธะและวัฏจักรหลายอันทำให้จำนวนอะตอมไฮโดรเจนในโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนลดลง ในปี ค.ศ. 1865 F. Kekule ได้เสนอสูตรโครงสร้างเป็นไซโคลเฮกแซนไตรอีน-1,3,5

ดังนั้นโมเลกุลที่สอดคล้องกับสูตรKekuléจึงมีพันธะคู่ดังนั้นเบนซีนจะต้องไม่อิ่มตัวนั่นคือ รับปฏิกิริยาเติมได้ง่าย: ไฮโดรจิเนชัน โบรมีน ไฮเดรชั่น ฯลฯ

อย่างไรก็ตามข้อมูลจากการทดลองจำนวนมากได้แสดงให้เห็นแล้วว่า เบนซินจะเกิดปฏิกิริยาเติมเฉพาะภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยเท่านั้น(ที่อุณหภูมิสูงและแสงสว่าง) ทนต่อการเกิดออกซิเดชัน. ปฏิกิริยาที่มีลักษณะเฉพาะมากที่สุดคือปฏิกิริยาการทดแทนดังนั้นเบนซินจึงมีลักษณะใกล้เคียงกับไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวมากกว่า

นักวิทยาศาสตร์หลายคนพยายามอธิบายความคลาดเคลื่อนเหล่านี้เสนอทางเลือกต่างๆ สำหรับโครงสร้างของเบนซีน ในที่สุดโครงสร้างของโมเลกุลเบนซีนก็ได้รับการยืนยันจากปฏิกิริยาการก่อตัวจากอะเซทิลีน ในความเป็นจริง พันธะคาร์บอน-คาร์บอนในเบนซีนมีความเท่าเทียมกัน และคุณสมบัติของพวกมันไม่เหมือนกับพันธะเดี่ยวหรือพันธะคู่

ในปัจจุบัน เบนซินแสดงด้วยสูตร Kekule หรือเป็นรูปหกเหลี่ยมซึ่งมีวงกลมปรากฏอยู่

แล้วโครงสร้างของเบนซีนมีความพิเศษอย่างไร?

จากข้อมูลการวิจัยและการคำนวณ สรุปได้ว่าอะตอมของคาร์บอนทั้ง 6 อะตอมอยู่ในสถานะผสมพันธุ์ sp 2 และอยู่ในระนาบเดียวกัน p-orbitals ที่ไม่ถูกไฮบริดของอะตอมคาร์บอนที่ประกอบเป็นพันธะคู่ (สูตร Kekule) จะตั้งฉากกับระนาบของวงแหวนและขนานกัน

พวกมันทับซ้อนกันทำให้เกิดระบบ π เดียว ดังนั้น ระบบการสลับพันธะคู่ที่แสดงในสูตรของ Kekulé จึงเป็นระบบวงจรของพันธะ π ที่ทับซ้อนกันและซ้อนกัน ระบบนี้ประกอบด้วยบริเวณวงแหวนวงแหวน (คล้ายโดนัท) สองบริเวณที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนซึ่งอยู่ที่ด้านใดด้านหนึ่งของวงแหวนเบนซีน ดังนั้นจึงมีเหตุผลมากกว่าที่จะพรรณนาเบนซีนเป็นรูปหกเหลี่ยมปกติโดยมีวงกลมอยู่ตรงกลาง (ระบบ π) มากกว่าการวาดภาพแบบไซโคลเฮกแซนไตรอีน-1,3,5

นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน L. Pauling เสนอให้เป็นตัวแทนของเบนซีนในรูปแบบของโครงสร้างขอบเขตสองอันที่แตกต่างกันในการกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอนและเปลี่ยนรูปซึ่งกันและกันอย่างต่อเนื่อง:

การวัดความยาวพันธบัตรยืนยันสมมติฐานนี้ พบว่าพันธะ C-C ในเบนซีนมีความยาวเท่ากัน (0.139 นาโนเมตร) พวกมันสั้นกว่าพันธะ C-C เดี่ยวเล็กน้อย (0.154 นาโนเมตร) และยาวกว่าพันธะคู่ (0.132 นาโนเมตร) เล็กน้อย

นอกจากนี้ยังมีสารประกอบที่มีโมเลกุลประกอบด้วยโครงสร้างไซคลิกหลายแบบ เช่น

ไอโซเมอร์และการตั้งชื่อของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน

สำหรับ ความคล้ายคลึงกันของเบนซินไอโซเมอริซึมของตำแหน่งขององค์ประกอบย่อยหลายตัวเป็นลักษณะเฉพาะ ความคล้ายคลึงที่ง่ายที่สุดของเบนซีนคือ โทลูอีน(เมทิลเบนซีน) - ไม่มีไอโซเมอร์ดังกล่าว ความคล้ายคลึงต่อไปนี้ถูกนำเสนอเป็นไอโซเมอร์สี่ตัว:

พื้นฐานของชื่ออะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนที่มีองค์ประกอบย่อยเล็กน้อยคือคำว่าเบนซิน อะตอมในวงแหวนอะโรมาติกมีหมายเลขกำกับอยู่ เริ่มจากรองผู้อาวุโสถึงผู้น้อย:

หากองค์ประกอบทดแทนเหมือนกันแล้ว การนับเลขจะดำเนินการตามเส้นทางที่สั้นที่สุด: ตัวอย่างเช่น สาร:

เรียกว่า 1,3-ไดเมทิลเบนซีน ไม่ใช่ 1,5-ไดเมทิลเบนซีน

ตามระบบการตั้งชื่อแบบเก่า ตำแหน่งที่ 2 และ 6 เรียกว่า orthopositions, 4 - ตำแหน่งพารา, 3 และ 5 - ตำแหน่งเมตาดาต้า

คุณสมบัติทางกายภาพของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน

เบนซินและความคล้ายคลึงที่ง่ายที่สุดภายใต้สภาวะปกติ - ของเหลวที่เป็นพิษมากมีกลิ่นไม่พึงประสงค์เฉพาะตัว พวกมันละลายในน้ำได้ไม่ดี แต่ละลายได้ดีในตัวทำละลายอินทรีย์

คุณสมบัติทางเคมีของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน

ปฏิกิริยาการทดแทนอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนเกิดปฏิกิริยาทดแทน

1. โบรมีน.เมื่อทำปฏิกิริยากับโบรมีนต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา เหล็ก (III) โบรไมด์ อะตอมไฮโดรเจนตัวใดตัวหนึ่งในวงแหวนเบนซีนจะถูกแทนที่ด้วยอะตอมโบรมีน:

2. การไนเตรตของเบนซีนและความคล้ายคลึงของเบนซีน- เมื่ออะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกต่อหน้ากรดซัลฟิวริก (ส่วนผสมของกรดซัลฟูริกและกรดไนตริกเรียกว่าส่วนผสมไนเตรต) อะตอมไฮโดรเจนจะถูกแทนที่ด้วยกลุ่มไนโตร - NO 2:

โดยการลดไนโตรเบนซีนที่เราได้รับ สวรรค์- สารที่ใช้เพื่อให้ได้สีย้อมสวรรค์:

ปฏิกิริยานี้ตั้งชื่อตาม Zinin นักเคมีชาวรัสเซีย

ปฏิกิริยาการเติมสารประกอบอะโรเมติกยังสามารถเกิดปฏิกิริยาเติมกับวงแหวนเบนซีนได้ ในกรณีนี้จะเกิดไซโคลเฮกเซนและอนุพันธ์ของมัน

1. การเติมไฮโดรเจนตัวเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของเบนซีนเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่าการเติมไฮโดรเจนของอัลคีน:

2. คลอรีนปฏิกิริยาเกิดขึ้นเมื่อถูกส่องสว่างด้วยแสงอัลตราไวโอเลตและเป็นอนุมูลอิสระ:

คุณสมบัติทางเคมีของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน - สรุป

ความคล้ายคลึงกันของเบนซีน

องค์ประกอบของโมเลกุลสอดคล้องกับสูตร คnชม2n-6- ความคล้ายคลึงกันของเบนซีนที่ใกล้เคียงที่สุดคือ:

ความคล้ายคลึงกันของเบนซีนทั้งหมดที่ตามมาหลังโทลูอีนมี ไอโซเมอร์- ไอโซเมอร์ริซึมสามารถเชื่อมโยงกับทั้งจำนวนและโครงสร้างขององค์ประกอบทดแทน (1, 2) และกับตำแหน่งขององค์ประกอบทดแทนในวงแหวนเบนซีน (2, 3, 4) สารประกอบตามสูตรทั่วไป ค 8 ชม 10 :

ตามระบบการตั้งชื่อแบบเก่าที่ใช้ระบุตำแหน่งสัมพัทธ์ขององค์ประกอบทดแทนที่เหมือนกันหรือต่างกันสองตัวบนวงแหวนเบนซีน จะใช้คำนำหน้า ออร์โธ-(ตัวย่อ o-) - องค์ประกอบทดแทนตั้งอยู่บนอะตอมคาร์บอนที่อยู่ใกล้เคียง เมตา-(m-) - ผ่านอะตอมคาร์บอนหนึ่งอะตอม และ คู่-(n-) - องค์ประกอบทดแทนที่อยู่ตรงข้ามกัน

สมาชิกกลุ่มแรกของซีรีส์เบนซีนที่คล้ายคลึงกันคือของเหลวที่มีกลิ่นเฉพาะ พวกมันเบากว่าน้ำ เป็นตัวทำละลายที่ดี ความคล้ายคลึงกันของเบนซีนผ่านปฏิกิริยาการทดแทน:

โบรมีน:

ไนเตรต:

โทลูอีนถูกออกซิไดซ์โดยเปอร์แมงกาเนตเมื่อถูกความร้อน:

เอกสารอ้างอิงในการทำแบบทดสอบ:

ตารางคะแนน เมนเดเลเยฟ

ตารางการละลาย

การจำแนกประเภท ระบบการตั้งชื่อ ไอโซเมอริซึม

ระบบควบแน่นมีสามประเภทหลัก: 1) ระบบควบแน่นเชิงเส้น (แนฟทาลีน, แอนทราซีน); 2) ย่อเชิงมุม (ฟีแนนทรีน); 4) เพอริคอนเดนเสท (ไพรีน)

แนฟทาลีนมีตำแหน่ง a - และ b ที่เหมือนกัน 4 ตำแหน่ง แนฟทาลีนชนิดทดแทนเดี่ยวมี 2 ชนิดคือ a - และ b - เพื่อระบุตำแหน่งขององค์ประกอบทดแทน จะใช้การกำหนดหมายเลขอะตอมในวงแหวนด้วย

แอนทราซีนมีตำแหน่งที่เหมือนกันสามชุด: (1-,4-,5-,8-); (2-,3-,6-,7-); (9-,10-). ดังนั้น มีแอนทราซีนที่ถูกแทนที่เชิงเดี่ยวสามตัว (1-, 2- และ 9-)

ฟีแนนทรีนมีตำแหน่งเทียบเท่า 5 คู่: 1 และ 8, 2 และ 7, 3 และ 6, 4 และ 5, 9 และ 10 สำหรับฟีแนนทรีนแบบทดแทนเดี่ยวจะมีไอโซเมอร์ 5 ตัว

วิธีการรับสินค้า

แหล่งที่มาหลักของไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกควบแน่นคือน้ำมันถ่านหินซึ่งประกอบด้วยแนฟทาลีน 8-12% ฟีแนนทรีน 4-5% แอนทราซีน 1-1.8% แนฟทาลีนยังแยกได้จากผลิตภัณฑ์กลั่นน้ำมัน น้ำมันที่ได้จากการปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยาของน้ำมันเบนซินนั้นอุดมไปด้วยอัลคิลแนฟทาลีน ซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นแนฟทาลีนโดยไฮโดรดีอัลคิเลชันเมื่อมีส่วนผสมของ Co และ Mo ออกไซด์

คุณสมบัติทางกายภาพและโครงสร้าง

แนฟทาลีน แอนทราซีน และฟีแนนทรีนเป็นสารผลึกไม่มีสี ฟีนานาทรีนมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าและสามารถละลายได้ดีกว่าแอนทราซีน
โมเลกุลของแนพทาลีน แอนทราซีน และฟีแนนทรีนมีโครงสร้างแบน แต่ความยาวของพันธะ C-C ในโมเลกุลนั้นแตกต่างกัน ในแนฟทาลีนและแอนทราซีน พันธะ C(1)-C(2) มีความยาวสั้นที่สุดและมีความหลากหลายสูงสุด ในฟีแนนทรีน พันธะ C(9)-C(10) มีความยาวสั้นที่สุด
กฎของฮุคเคลเกี่ยวกับความหอมของสารปิดพี - ระบบอิเล็กทรอนิกส์ใช้ได้กับระบบโมโนไซคลิก สามารถถ่ายโอนไปยังระบบโพลีไซคลิกควบแน่นได้ โดยที่พันธะร่วมของทั้งสองรอบจะไม่ทำให้เกิดการรบกวนอย่างรุนแรงพี -ระบบอิเล็กทรอนิกส์เมื่อเปรียบเทียบกับการยกเลิกที่เกี่ยวข้อง แต่ให้เฉพาะ coplanarity ที่จำเป็นเท่านั้น กฎของฮุคเคลถือเป็นระบบโพลีไซคลิกซึ่งมีอะตอมอยู่ร่วมกันสองรอบ แนฟทาลีน (มี 10พี -อิเล็กตรอน) เช่นเดียวกับแอนทราซีนและฟีแนนทรีน (มี 14 ตัว)พี -อิเล็กตรอน) คืออะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน คุณสมบัติทางอะโรมาติกนั้นมีอะนาล็อกอิเล็กทรอนิกส์และไอโซเมอร์ของแนฟทาลีน - อะซูลีนซึ่งมีวงแหวนเจ็ดและห้าสมาชิกที่ควบแน่น การสนับสนุนที่สำคัญต่อโครงสร้างของมันเกิดขึ้นจากโครงสร้างไบโพลาร์ซึ่งเป็นการรวมกันของนิวเคลียสของไซโคลเพนทาไดอีนิลไอออนและโทรปิเลียมไอออนบวก:

สำหรับสารประกอบที่มีอะตอมเหมือนกันในวงแหวน 3 วง กฎของฮุคเคลจะไม่นำมาใช้ ตัวอย่างเช่น ไพรีนเป็นอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน แม้ว่าระบบ p ของมันจะมีอิเล็กตรอน 16 ตัว กล่าวคือ มันไม่เป็นไปตามสูตร (4n+2)
อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนควบแน่นมีความคงตัวน้อยกว่าเบนซีน พลังงานการแยกตัวของแนฟทาลีนซึ่งพิจารณาจากความร้อนของไฮโดรจิเนชันคือ 255 กิโลจูล/โมล ซึ่งน้อยกว่านิวเคลียสของเบนซีนที่แยกได้สองตัว (150 กิโลจูล/โมล x 2 = 300 กิโลจูล/โมล) พลังงานการทำให้เสถียรของแอนทราซีนคือ 350 และฟีแนนทรีนคือ 385 kJ/mol ซึ่งน้อยกว่าสามเท่าของพลังงานการทำให้เสถียรของเบนซีน

คุณสมบัติทางเคมี

1) ปฏิกิริยาการทดแทนด้วยไฟฟ้า

แนพทาลีน แอนทราซีน และฟีแนนทรีนเกิดปฏิกิริยาทดแทนอิเล็กโทรฟิลิกได้ง่ายกว่าเบนซีน นี่เป็นเพราะการสูญเสียพลังงานเสถียรภาพเล็กน้อยในช่วงการก่อตัวของเอสคอมเพล็กซ์ การสูญเสียพลังงานการทำให้เสถียรซึ่งเป็นผลมาจากการหยุดชะงักของระบบอะโรมาติกในระหว่างการก่อตัวของเอสคอมเพล็กซ์ในเบนซินคือ 150 กิโลจูล/โมล ค่าที่ใกล้เคียงกันของแนฟทาลีน คือ หลังจากระบบอะโรมาติกของวงแหวนหนึ่งวงถูกทำลายไปแล้ว ระบบอะโรมาติกของเบนซีนจะยังคงอยู่ที่ 255-150 = 105 กิโลจูล/โมล เนื่องจากการละเมิดความอะโรมาติกของวงแหวนกลางในแอนทราซีนและฟีแนนทรีน แต่ละวงแหวนจะมีวงแหวนเบนซีนที่แยกออกจากกัน 2 วง และการสูญเสียพลังงานการทำให้เสถียรจะเป็น 350 - 2x150 = 50 กิโลจูล/โมลสำหรับแอนทราซีน และ 385 - 2x150 = 85 กิโลจูล/โมลสำหรับฟีแนนทรีน หากความเป็นอะโรมาติกของนิวเคลียสส่วนปลายในแอนทราซีนและฟีแนนทรีนถูกรบกวน ระบบอะโรมาติกแนฟทาลีนจะยังคงอยู่ และการสูญเสียพลังงานการทำให้เสถียรจะอยู่ที่ 350 – 255 = 95 กิโลจูล/โมลสำหรับอะนาทราซีน และ 385 – 255 = 130 กิโลจูล/โมลสำหรับฟีแนนทรีน

จากข้อมูลที่นำเสนอ เราสามารถสรุปได้ว่านิวเคลียสส่วนกลางในแอนทราซีนและฟีแนนทรีนจะมีปฏิกิริยามากกว่านิวเคลียสส่วนปลาย การแทนที่ด้วยอิเล็กโทรฟิลิกในระบบเหล่านี้โดยส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นที่ตำแหน่ง 9,10

การทดแทนอิเล็กโทรฟิลิกในแนฟทาลีนเกิดขึ้นส่วนใหญ่ในตำแหน่ง a ทิศทางการโจมตีของอิเล็กโทรไลต์ถูกกำหนดโดยความเสถียรสัมพัทธ์ของเอสคอมเพล็กซ์ที่นำไปสู่ผลิตภัณฑ์ทดแทนที่ตำแหน่ง a และ b สำหรับไอออนอาเรียมที่เกิดจากการโจมตีที่ตำแหน่ง a สามารถแสดงโครงสร้างเรโซแนนซ์ที่ให้พลังงานได้สองแบบ ซึ่งระบบอะโรมาติกของวงแหวนที่สองจะไม่ได้รับผลกระทบ ในขณะที่เมื่อโจมตีที่ตำแหน่ง b จะมีเพียงโครงสร้างเดียวเท่านั้นที่ถูกสร้างขึ้น

โครงสร้างเรโซแนนซ์ที่มีพลังน้อยกว่า ซึ่งอะโรมาติกซิตี้ของวงแหวนทั้งสองถูกรบกวน ไม่สามารถแยกออกได้ทั้งหมด แต่การมีส่วนร่วมในการรักษาเสถียรภาพของเรโซแนนซ์นั้นมีน้อย

แนฟทาลีน ไนเตรตภายใต้สภาวะที่รุนแรงกว่าเบนซีน ทำให้เกิดอะ-ไนโตรแนพทาลีนเป็นผลิตภัณฑ์หลัก

ฮาโลเจนของแนฟทาลีนยังง่ายกว่าฮาโลเจนของเบนซีนอีกด้วย หลังสามารถใช้เป็นตัวทำละลายในปฏิกิริยาเหล่านี้ได้ โบรมีนทำปฏิกิริยาเฉพาะเจาะจงมากกว่าคลอรีน

องค์ประกอบของผลิตภัณฑ์แนฟทาลีนอะซิเลชันขึ้นอยู่กับลักษณะของตัวทำละลาย

บางทีการเลือกสรรของแนฟทาลีนอะไซเลชันนี้อาจเนื่องมาจากสารเชิงซ้อน CH 3 COCl ในปริมาณมาก AlCl3. PhNO 2 เปรียบเทียบกับ CH 3 COCl complex AlCl3. ซีเอส 2.

แนฟทาลีนซัลโฟเนชันเป็นตัวอย่างคลาสสิกของการควบคุมทางอุณหพลศาสตร์ขององค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยา ภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรงมาก จะเกิดเพียงกรดเอ-แนฟทาลีน ซัลโฟนิกเท่านั้น สภาวะนี้เกิดขึ้นได้โดยการเติมซัลโฟเนชันของแนฟทาลีนด้วยกรดคลอโรซัลโฟนิกที่อุณหภูมิต่ำ อัตราส่วนของไอโซเมอร์ระหว่างซัลโฟเนชันกับกรดซัลฟิวริก 96% ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ: ภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรง ผลิตภัณฑ์ของการควบคุมจลน์ กรดเอ-แนพทาลีนซัลโฟนิกจะมีอิทธิพลเหนือกว่า ภายใต้สภาวะที่รุนแรงกว่า กรดซัลโฟนิกบี-แนฟทาลีนที่มีความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์มากกว่า

แอนทราซีน และฟีแนนทรีน การทดแทนอิเล็กโทรฟิลิกในระบบควบแน่นเหล่านี้สามารถดำเนินการได้ทั้งโดยกลไก S E Ar แบบคลาสสิกด้วยการก่อตัวของไอออนอาเนียม หรือโดยกลไกการกำจัดการเติม
ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าฮาโลเจนและไนเตรชันของแอนทราซีนภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรงเกิดขึ้นผ่านการก่อรูปขั้นกลางของผลิตภัณฑ์ที่เติม 9,10 ซึ่งสามารถแปลงเป็นอนุพันธ์ของ 9-แอนทราซีนได้อย่างง่ายดาย

ตัวอย่างที่ให้ไว้แสดงให้เห็นถึงคุณลักษณะ "ไดอีน" ของแอนทราซีนและแนวโน้มที่จะเกิดปฏิกิริยาการเติม 1,4 ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของคอนจูเกตไดอีน

ในเวลาเดียวกัน แอซิเลชันของแอนทราซีนจะดำเนินการภายใต้สภาวะทั่วไปสำหรับกระบวนการ S E (Ar)

ในฟีแนนทรีน พันธะคาร์บอน-คาร์บอน 9-10 แสดงคุณสมบัติของพันธะคู่ในอัลคีน ดังนั้นโบรมีนของฟีแนนทรีนที่อุณหภูมิต่ำในสารละลาย CCl 4 ทำให้เกิดการก่อตัวที่โดดเด่นของผลิตภัณฑ์ที่เติม 9,10

ภายใต้สภาวะที่เข้มงวดมากขึ้นหรือเมื่อมีกรดลูอิส จะเกิดเพียง 9-โบรโมฟีแนนทรีนเท่านั้น

ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่าไม่สามารถคาดการณ์ล่วงหน้าถึงผลลัพธ์ของปฏิกิริยาการแทนที่อิเล็กโตรฟิลิกในระบบควบแน่นได้เสมอไป ตัวอย่างเช่น อะซิเลชันของฟีแนนทรีนไม่ได้นำไปสู่การก่อตัวของ 9-อะซิติลฟีแนนทรีน แต่เกิดขึ้นดังนี้:

2) ออกซิเดชัน

ออกซิเดชันของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนที่ควบแน่นส่งผลให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับรีเอเจนต์ที่ใช้และสภาวะของปฏิกิริยา รีเอเจนต์ที่มีโครเมียม(VI) ในสภาวะที่เป็นกรดจะออกซิไดซ์แนฟทาลีนและอัลคิลแนฟทาลีนเป็นแนฟโทควิโนน ในขณะที่โซเดียมไดโครเมตในสารละลายที่เป็นน้ำจะออกซิไดซ์เฉพาะหมู่อัลคิลเท่านั้น ออกซิเดชันของแนฟทาลีนกับโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตในตัวกลางที่เป็นด่างจะมาพร้อมกับการทำลายวงแหวนอะโรมาติกหนึ่งวงด้วยการก่อตัวของกรดโมโนไซคลิกไดคาร์บอกซิลิก:

แอนทราซีนถูกออกซิไดซ์ได้อย่างราบรื่นโดยโซเดียมไดโครเมตในกรดซัลฟูริกหรือโครเมียม (VI) ออกไซด์ในกรดอะซิติกเป็นแอนทราควิโนน:

3) การเติมไฮโดรเจน

อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนควบแน่นจะเติมไฮโดรเจนได้ง่ายกว่าเบนซีน ในระหว่างการเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของแนฟทาลีน จะเกิดการรีดักชันของวงแหวนอะโรมาติกตามลำดับ

แอนทราซีนและฟีแนนทรีนถูกเติมไฮโดรเจนเป็นอนุพันธ์ 9,10-ไดไฮโดร

ในบรรดาไฮโดรคาร์บอนที่มีนิวเคลียสของเบนซีนที่แยกได้ ได- และไตรฟีนิลมีเทน รวมถึงไบฟีนิล เป็นสิ่งที่น่าสนใจมากที่สุด

ปฏิกิริยาการทดแทนอิเล็กโทรฟิลิก

ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่าไบฟีนิลออกฤทธิ์ในปฏิกิริยาทดแทนอิเล็กโทรฟิลิกมากกว่าเบนซีน การโจมตีด้วยรีเอเจนต์อิเล็กโทรฟิลิก ออร์โธ- และ คู่-ตำแหน่งของวงแหวนฟีนิล และโดยส่วนใหญ่ คู่-ตำแหน่ง ( ออร์โธ- อะตอมไฮโดรเจนของวงแหวนหนึ่งวงทำหน้าที่ป้องกันเชิงพื้นที่ ออร์โธ-ตำแหน่งของวงแหวนอีกวง ซึ่งทำให้ยากต่อการโจมตีด้วยอิเล็กโตรฟิล)

โครงสร้างของคอมเพล็กซ์ที่เกิดขึ้นหลังจากการโจมตีของโมเลกุลไบฟีนิลโดยอิเล็กโทรฟิลสามารถแสดงเป็นชุดโครงสร้างขอบเขตต่อไปนี้:

การก่อตัวของโครงสร้างเรโซแนนซ์ (IY), (Y) และ (YI) ควรเป็นเรื่องยากด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้: 1) วงแหวนทั้งสองในนั้นควรเป็นแบบระนาบซึ่งจะนำไปสู่การผลักกันอย่างรุนแรงของอะตอมออร์โธ - ไฮโดรเจน; 2) ระบบอะโรมาติกของวงแหวนเบนซีนตัวที่สองถูกรบกวน ซึ่งไม่เป็นผลดีต่อพลังงาน ในทางกลับกัน โครงสร้างเรโซแนนซ์ (II) แสดงให้เห็นการมีส่วนร่วมบางอย่างของวงแหวนที่สองในการแยกส่วนของประจุบวกใน s-complex เป็นไปได้มากว่าในกรณีนี้จะมีการเหนี่ยวนำเชิงบวกมากกว่ามีโซเมอร์ (เงื่อนไขสำหรับการก่อตัวของโครงสร้างเรโซแนนซ์ IY, Y และ YI) ผลกระทบของวงแหวนเบนซีนที่สอง

ไบฟีนิลสามารถเติมฮาโลเจน ซัลโฟเนต และไนเตรตได้ง่าย

เมื่อเปลี่ยนจากไบฟีนิลไปเป็นฟลูออรีน ซึ่งวงแหวนเบนซีนทั้งสองวงเป็นแบบระนาบเดียวกันและอิทธิพลซึ่งกันและกันจะเด่นชัดมากขึ้น อัตราของปฏิกิริยาทดแทนอิเล็กโทรฟิลิกจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในกรณีนี้ ตามกฎแล้วจะเกิดฟลูออรีนทดแทน 2 ตัว

ในไดและไตรฟีนิลมีเทน วงแหวนของเบนซีนมีความเป็นอิสระโดยสมบูรณ์ และในปฏิกิริยาการแทนที่อิเล็กโทรฟิลิก วงแหวนจะมีพฤติกรรมเหมือนเบนซีนที่ถูกแทนที่เดี่ยวซึ่งมีส่วนประกอบแทนที่อัลคิลขนาดใหญ่

ปฏิกิริยาของหมู่เมทิลีนและหมู่มีไทน์ในได- และไตรเอริลมีเทน

คุณลักษณะของพฤติกรรมทางเคมีของได- และไตรฟีนิลมีเธนแสดงอยู่ในคุณสมบัติของพันธะ C-H ของส่วนอะลิฟาติก (“มีเทน”) ของโมเลกุล ความง่ายของการแยกแบบเฮเทอโรไลติกหรือแบบโฮโมไลติกของพันธะนี้ขึ้นอยู่กับความเป็นไปได้ของการแยกตำแหน่งของประจุบวกหรือลบที่เป็นผลลัพธ์ (ในกรณีของการแตกตัวแบบเฮเทอโรไลติก) หรืออิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ (ในกรณีของการแตกแยกแบบโฮโมไลติก) ในระบบได- และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบไตรฟีนิลมีเธน ความเป็นไปได้ของการแยกส่วนดังกล่าวมีสูงมาก

ให้เราพิจารณาความสามารถของฟีนิลมีเทนในการแยกพันธะ C-H กับสิ่งที่เป็นนามธรรมของโปรตอน ( CH-ความเป็นกรด- ความแรงของกรด CH เช่นเดียวกับกรดโปรติกทั่วไปนั้นถูกกำหนดโดยความเสถียรและความง่ายในการก่อตัวของแอนไอออนที่เกี่ยวข้อง (ในกรณีนี้คือคาร์บาเนียน) ความเสถียรและความง่ายในการก่อตัวของประจุลบนั้นถูกกำหนดโดยความเป็นไปได้ของการแยกส่วนของประจุลบในพวกมัน วงแหวนเบนซีนแต่ละวงที่เกี่ยวข้องกับอะตอมคาร์บอนเบนซิลสามารถมีส่วนร่วมในการแยกส่วนของประจุลบที่เกิดขึ้น ซึ่งสามารถแสดงได้โดยใช้โครงสร้างเรโซแนนซ์:

สำหรับไดฟีนิลมีเทน สามารถอธิบายโครงสร้างขอบเขตได้เจ็ดแบบ:

และสำหรับไตรฟีนิลมีเทน – สิบ เนื่องจากความสามารถในการแยกส่วนเพิ่มขึ้นตามจำนวนโครงสร้างขอบเขตที่เป็นไปได้ แอนไอออนได- และโดยเฉพาะอย่างยิ่งไตรฟีนิลเมทิลจึงควรมีความเสถียรเป็นพิเศษ ในเรื่องนี้สามารถคาดหวังได้ว่าความเป็นกรดของ CH ของมีเทนจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนวงแหวนฟีนิลที่เพิ่มขึ้นซึ่งสามารถมีส่วนร่วมในการแยกส่วนของประจุบนอะตอมคาร์บอนส่วนกลางเช่น เพิ่มขึ้นในซีรีส์:

ช 4< С 6 Н 5 СН 3 < (С 6 Н 5) 2 СН 2 < (С 6 Н 5) 3 СН

ค่าพี เคของไฮโดรคาร์บอนเหล่านี้ซึ่งกำหนดโดยวิธีพิเศษยืนยันสมมติฐานนี้ ไดฟีนิลมีเทน (น เค 33) มีความเป็นกรดเท่ากับแอมโมเนียเท่ากันโดยประมาณ และไตรฟีนิลมีเทน (หน้า เค 31.5) - เติร์ต-บิวทานอลและมีความเป็นกรดมากกว่ามีเทนมากกว่า 10 ถึง 10 เท่า (หน้า เค~ 40).

ไตรฟีนิลเมทิลโซเดียมสีเชอร์รี่มักจะเตรียมโดยรีดิวซ์ไตรฟีนิลคลอโรมีเทนด้วยโซเดียมอะมัลกัม

ต่างจากพันธบัตร CH ทั่วไป เอสพี 3-อะตอมคาร์บอนลูกผสม, พันธะเบนซิล C-H สาม-( คู่-ไนโตรฟีนิล-มีเทนถูกแยกออกจากกันโดยอัลคาไลแอลกอฮอล์
ในกรณีหลัง นอกเหนือจากนิวเคลียสของเบนซีนสามกลุ่มแล้ว กลุ่มไนโตรสามกลุ่มยังมีส่วนร่วมในการแยกส่วนของประจุลบในประจุลบอีกด้วย

ความแตกแยกแบบเฮเทอโรไลติกอีกประเภทหนึ่งของพันธะเบนซิล CH คือการแตกตัวของไอออนไฮไดรด์ด้วยการก่อตัวของคาร์โบเคชันประเภทเบนซิลที่สอดคล้องกัน:

เนื่องจากวงแหวนเบนซีนสามารถทำให้ประจุบวกและลบคงที่ได้ มีเทนฟีนิลเลตในแง่ของการเคลื่อนที่ของไฮไดรด์ของไฮโดรเจนในส่วนอะลิฟาติกจะอยู่ในอนุกรมเดียวกันกับในแง่ของการเคลื่อนที่ของโปรตอน:

ช 4< С 6 Н 5 СН 3 < (С 6 Н 5) 2 СН 2 <(С 6 Н 5) 3 СН.

อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปเป็นเรื่องยากที่จะเปรียบเทียบการทดลองความง่ายในการแยกไอออนของไฮไดรด์แอนไอออน เนื่องจากกรดลูอิสที่มีฤทธิ์สูงมักจะถูกนำมาใช้เพื่อให้เกิดนามธรรมดังกล่าว การประมาณการเชิงเปรียบเทียบสามารถทำได้ง่ายโดยการเปรียบเทียบการเคลื่อนที่ของฮาโลเจน (โดยทั่วไปคือคลอรีน) ภายใต้สภาวะต่างๆ เอส เอ็นปฏิกิริยาที่ 1 เนื่องจากในกรณีนี้ เช่นเดียวกับในการกำจัดไอออนไฮไดรด์ ขั้นตอนที่กำหนดอัตราการเปลี่ยนแปลงคือการก่อตัวของคาร์โบเคชันที่สอดคล้องกัน

อาร์-CR 2 -Cl ® อาร์ซีอาร์ 2 + + Cl - ; (R = H, อาร์)

อันที่จริงปรากฎว่าภายใต้เงื่อนไขที่ระบุ คลอรีนมีความคล่องตัวมากที่สุดในไตรฟีนิลคลอโรมีเทน และน้อยที่สุดในเบนซิลคลอไรด์

(C 6 H 5) 3 C-Cl > (C 6 H 5) 2 CH-Cl > C 6 H 5 CH 2 -Cl

ปฏิกิริยาของคลอรีนใน triphenyl chloromethane คล้ายคลึงกับปฏิกิริยาใน carboxylic acid chloride และใน diphenylmethane จะคล้ายคลึงกับ allyl chloride ด้านล่างนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับอัตราการละลายสัมพัทธ์ของ R-Cl คลอไรด์ในกรดฟอร์มิกที่ 25 o C:

R-Cl + HCOOH ® R-O-C(O)H + HCl

	CH 2 = CH-CH 2	C6H5-CH2	(CH 3) 3 ค	(ค 6 ชั่วโมง 5) 2 ช	(ค 6 ชั่วโมง 5) 3 ค
ความเร็วสัมพัทธ์	0.04	0.08			3 . 10 6

ความเสถียรเชิงเปรียบเทียบของไตรฟีนิลเมทิล ( ไตรทิล) ไอออนบวกยังได้รับการยืนยันจากข้อมูลการทดลองอื่นๆ อีกมากมาย ตัวอย่างคือความง่ายในการก่อตัวของเกลือด้วยแอนไอออนที่ไม่ใช่นิวคลีโอฟิลิก สารละลายในตัวทำละลายโพลาร์ aprotic มีคุณสมบัติเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า (และดังนั้นจึงมีโครงสร้างไอออนิก) และมีลักษณะเป็นสีเหลือง:

สิ่งเดียวกันนี้แสดงให้เห็นโดยความสามารถของ triphenylchloromethane ในการแยกตัวออกเป็น triphenylmethyl cation และ chloride anion ในสารละลายของซัลเฟอร์ไดออกไซด์เหลว:

ความเสถียรของไตรฟีนิลเมทิลไอออนบวกเพิ่มขึ้นเมื่อมีการนำหมู่ผู้บริจาคอิเล็กตรอน (เช่น อะมิโน-, อัลคิล- และไดคิลอะมิโน-, ไฮดรอกซิล, อัลคอกซิล) เข้าไปในวงแหวนเบนซีน ความเสถียรที่เพิ่มขึ้นอีกของคาร์โบเคชันนำไปสู่สถานการณ์ที่มันจะเสถียรในสารละลายที่เป็นน้ำ นั่นคือ สมดุลของปฏิกิริยา
เลื่อนไปทางซ้าย

แคตไอออนไตรทิลที่คล้ายกันนั้นมีสี ตัวอย่างคือ ไตร(4-ไดเมทิลอะมิโนฟีนิล)เมทิลไอออนบวกที่มีสีม่วงเข้มข้น คลอไรด์ของมันถูกใช้เป็นสีย้อมที่เรียกว่าคริสตัลไวโอเล็ต ในคริสตัลไวโอเลต ประจุบวกจะกระจายไปในอะตอมไนโตรเจน 3 อะตอมและคาร์บอน 9 อะตอมของนิวเคลียสของเบนซีน การมีส่วนร่วมของหนึ่งในสาม คู่-dimethylaminophenyl substituents ในการแยกส่วนของประจุบวกสามารถสะท้อนให้เห็นได้โดยใช้โครงสร้างขอบเขตต่อไปนี้:

สีย้อมไตรฟีนิลมีเธนทั้งหมดที่มีหมู่อะมิโนในวงแหวนเบนซีนจะได้สีในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดลักษณะของ โครงสร้างควินอยด์ด้วยโซ่ข้อต่อแบบขยาย ด้านล่างนี้เป็นสูตรของสีย้อมไตรฟีนิลมีเธนที่พบมากที่สุด

(ป-R 2 N-C 6 H 4) 2 C + (C 6 H 5)Cl -	R = CH 3 สีเขียวมาลาไคต์
	R = C 2 H 5 สีเขียวสดใส
	R=H เดบเนอร์ไวโอเล็ต
(ป-R 2 NC 6 H 4) 3 C + Cl -	R = H พาราฟูชิน
	R= CH 3 คริสตัลสีม่วง

วงแหวนเบนซีนควรมีผลเช่นเดียวกันกับความเสถียรของอนุมูลไตรฟีนิลเมทิล อนุมูลไตรฟีนิลเมทิลสามารถสร้างขึ้นได้จากคลอไรด์ที่สอดคล้องกันโดยการกระทำของสังกะสี ทองแดง หรือเงิน ซึ่งในกรณีนี้จะทำหน้าที่เป็นผู้บริจาคอิเล็กตรอน

อนุมูลไตรฟีนิลเมทิลค่อนข้างเสถียรและลดขนาดเพียงบางส่วนในสารละลายเจือจาง (อีเทอร์, เบนซิน) ในระหว่างการลดขนาด พันธะจะเกิดขึ้นระหว่างอะตอมคาร์บอนส่วนกลางของอนุมูลหนึ่งและ คู่-ตำแหน่งของฟีนิลนิวเคลียสหนึ่งของอนุมูลอีกอันหนึ่ง

เห็นได้ชัดว่า triphenylmethyl Radical ตัวหนึ่งโจมตีบริเวณที่ถูกขัดขวางอย่างน้อยที่สุดในระดับของการแยกตัวของ dimer ดังกล่าวขึ้นอยู่กับลักษณะของอนุมูล aryl ดังนั้น ในสารละลาย 0.1 โมลาร์ในเบนซีนที่อุณหภูมิ 25 o C อนุมูลไตรฟีนิลเมทิลจะถูกลดขนาดลง 97% และอนุมูลเมทิลไตร (4-ไนโตรฟีนิล) จะไม่ลดขนาดเลย

โพลีไซคลิกอะโรเมติกไฮโดรคาร์บอนที่มีวัฏจักรแยกกัน

อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนที่มีวงแหวนเบนซีนหลายวงแบ่งออกเป็น:

1. ไฮโดรคาร์บอนที่มีวัฏจักรไม่ควบแน่น ซึ่งรวมถึงไบฟีนิลและได- และไตรฟีนิลมีเทน

2. ไฮโดรคาร์บอนที่มีวัฏจักรควบแน่น ซึ่งรวมถึงแนฟทาลีน แอนทราซีน และฟีแนนทรีน

กลุ่มไบฟีนิล

คำนิยาม: สารประกอบอะโรมาติกซึ่งมีวงแหวน (วงแหวน) สองวง (หรือมากกว่า) เชื่อมต่อกันด้วยพันธะเดี่ยวเรียกว่าโพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนที่มีวงแหวนแยก

Biphenyl ถือเป็นตัวอย่าง:

ในอุตสาหกรรม ไบฟีนิลผลิตโดยไพโรไลซิสของเบนซีน:

วิธีการเตรียมในห้องปฏิบัติการคือการกระทำของโซเดียมหรือทองแดงกับไอโอโดเบนซีนหรือต่อหน้าองค์ประกอบที่ถอนอิเล็กตรอนในอาริลเฮไลด์ที่เพิ่มการเคลื่อนที่ของฮาโลเจนในนิวเคลียส:

ไบฟีนิลเป็นสารผลึกที่มี T pl 70 0 C, b.p. 254 0 C มีความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์ ใช้ในอุตสาหกรรมเป็นสารหล่อเย็นที่อุณหภูมิสูง

ไบฟีนิลมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทดแทนอิเล็กโทรฟิลิกอะโรมาติกอย่างแข็งขันมากกว่าเบนซิน โบรมีนของไบฟีนิลที่มีปริมาณโบรมีนเท่ากันทำให้เกิด 4-โบรโมไบฟีนิล โบรมีนที่มากเกินไปทำให้เกิดการก่อตัวของ 4,4`-ไดโบรโมบิฟีนิล:

ปฏิกิริยาของไนเตรตไบฟีนิล การเร่งปฏิกิริยาของฟรีเดล-คราฟต์ส และปฏิกิริยาการทดแทนอะโรมาติกแบบอิเล็กโทรฟิลิกอื่น ๆ ดำเนินไปในทำนองเดียวกัน

โพลีฟีนิลมีเทน

คำนิยาม: สารประกอบอะโรมาติกซึ่งมีวงแหวนเบนซีนสองถึงสี่วงเชื่อมต่อกับอะตอมของคาร์บอนหนึ่งอะตอม ซึ่งอยู่ในสถานะของการผสมพันธุ์ sp 3

ผู้ก่อตั้งชุดโพลีฟีนิลมีเทนที่คล้ายคลึงกันคือโทลูอีน สารประกอบต่อไปนี้คือไดฟีนิลมีเทน:

Di- และ triphenylmethane เตรียมโดยใช้เบนซีนโดยใช้ปฏิกิริยา Friedel-Crafts โดยสองวิธี:

1. จากเมทิลีนคลอไรด์และคลอโรฟอร์ม:

2. จากเบนซิลคลอไรด์และเบนซิลดีนคลอไรด์:

ไดฟีนิลมีเทนเป็นสารผลึกที่มี T pl 26-27 0 C มีกลิ่นส้ม

ออกซิเดชันของไดฟีนิลมีเทนทำให้เกิดเบนโซฟีโนน:

โครงสร้างของไตรฟีนิลมีเทนเป็นพื้นฐานของสิ่งที่เรียกว่าสีย้อมไตรฟีนิลมีเทน:

1. Malachite green (zelenka) ได้มาจากปฏิกิริยาของ Friedel-Crafts:

2.ฟีนอล์ฟทาลีน.

เตรียมโดยปฏิกิริยาของฟีนอลและทาทาลิกแอนไฮไดรด์ (ทาทาลิกแอนไฮไดรด์) ต่อหน้ากรดซัลฟิวริก:

ไฮโดรคาร์บอนเบนโซอิดควบแน่น

ไฮโดรคาร์บอนที่มีวงแหวนเบนซีนตั้งแต่ 2 วงขึ้นไปซึ่งมีอะตอมของคาร์บอน 2 อะตอมร่วมกันเรียกว่า ไฮโดรคาร์บอนเบนซีนอยด์ควบแน่น

แนฟทาลีน

ไฮโดรคาร์บอนเบนซีนอยด์ที่ควบแน่นที่ง่ายที่สุดคือแนฟทาลีน:

ตำแหน่ง 1,4,5 และ 8 ถูกกำหนดให้เป็น "α" ตำแหน่ง 2, 3,6,7 ถูกกำหนดให้เป็น "β"

วิธีการได้รับ

แนฟทาลีนส่วนใหญ่ได้มาจากน้ำมันถ่านหิน

ในสภาพห้องปฏิบัติการ สามารถรับแนฟทาลีนได้โดยการส่งไอระเหยของเบนซีนและอะเซทิลีนไปบนถ่าน:

ดีไฮโดรไซไลเซชันเหนือแพลตตินัมของเบนซีนที่คล้ายคลึงกันโดยมีสายโซ่ด้านข้างของอะตอมคาร์บอนสี่อะตอมขึ้นไป:

ตามปฏิกิริยาการสังเคราะห์ไดอีนของ 1,3-บิวทาไดอีนด้วย ป-เบนโซควิโนน:

แนฟทาลีนเป็นสารผลึกที่มี T pl 80 0 C มีความผันผวนสูง

แนฟทาลีนเกิดปฏิกิริยาทดแทนอิเล็กโทรฟิลิกได้ง่ายกว่าเบนซีน ในกรณีนี้ องค์ประกอบแรกมักจะอยู่ในตำแหน่ง α เกือบทุกครั้ง:

การเข้ามาของสารอิเล็กโทรฟิลิกในตำแหน่ง β นั้นสังเกตได้ไม่บ่อยนัก ตามกฎแล้วสิ่งนี้จะเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขเฉพาะ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ซัลโฟเนชันของแนฟทาลีนที่อุณหภูมิ 60 0 C ดำเนินไปในลักษณะกระบวนการควบคุมจลน์โดยมีการก่อตัวของกรดซัลโฟนิก 1-แนฟทาลีนเป็นหลัก แนฟทาลีนซัลโฟเนชันที่ 160 0 C ดำเนินการตามกระบวนการควบคุมทางอุณหพลศาสตร์และนำไปสู่การก่อตัวของกรดซัลโฟนิก 2-แนพทาลีน:

เมื่อองค์ประกอบทดแทนที่สองถูกนำเข้าไปในโมเลกุลแนฟทาลีน การวางแนวจะถูกกำหนดโดยธรรมชาติขององค์ประกอบทดแทนที่มีอยู่แล้วในนั้น องค์ประกอบที่บริจาคอิเล็กตรอนที่พบในโมเลกุลแนฟทาลีนจะควบคุมการโจมตีไปยังวงแหวนเดียวกันในตำแหน่งที่ 2 และ 4