Химические свойства антрацена и фенантрена

1) Реакции электрофильного замещения –S_EAr

Антрацен и фенантрен в реакциях электрофильного замещения обладают более высокой реакционной способностью, чем нафталин. В результате реакции образуются продукты замещения в положении 9 ароматической системы антрацена и фенантрена.

При бромировании и хлорировании антрацена перврначально протекает реакция присоединения с образованием продуктов присоединения к атомам С-9 и С-10. При нагревании продукт присоединения трансформируется с отщеплением галогеноводорода в более стабильный продукт замещения. Такое направление реакции понятно, поскольку потеря ароматичности центрального кольца антрацена и сохранение ароматического секстета в двух из трех циклов приводит к уменьшению энергии стабилизации на 351 – 150,5·2 = 50 кДж/моль. При потере ароматичности одного из боковых колец и сохранении ароматической системы нафталина энергия стабилизации антрацена уменьшилась бы на 100 кДж/моль. Фенантрен менее реакционноспособен при взаимодействии с электрофильными реагентами, чем антрацен. Потеря энергии стабилизации центрального кольца фенантрена составляет 384-150,5·2 = 83 кДж/моль. Галогенирование фенантрена происходит непосредственно как реакция электрофильного замещения.

Н Br Br

_{9 1}

₂ Br₂ нагревание + HBr

CCl₄

₁₀

Н Br

антрацен 9,10-дибромо-9,10-дигидроантрпцен 9-бромантрацен

_{10 9} Br

Br₂, FeBr₃

CCl₄ + HBr

фенантрен 9-бромфенантрен

Нитрование и ацилирование антрацена протекает легко с образованием продуктов замещения также по положению 9.

Нитрование осуществляется азотной кислотой, растворенной в уксусной кислоте (концентрированная азотная кислота окисляет антрацен в антрахинон).

NO₂ COCH₃

HNO₃ CH₃COCl

CH₃COOH –HCl

–H₂O

9-нитроантрацен антрацен 9-ацетилантрацен

Реакция сульфирования имеет отличия: концентрированная серная кислота сульфирует антрацен в α-положения цикла, а разбавленная – в β-положения:

SO₃H SO₃H

H₂SO₄ (конц.)

антрацен-1,8-дисульфоновая кислота

антрацен SO₃H

H₂SO₄ (разб.)

HO₃S

антрацен-2,6-дисульфоновая кислота