Реакции присоединения

Меньшая ароматичность конденсированных бензоидных углеводородов проявляется в их склонности к реакциям присоединения. Например, антрацен в качестве диена легко реагирует с малеиновым ангидридом и с высоким выходом образует аддукт реакции Дильса-Альдера.

О

О

О

О О

+

О

антрацен малеиновый ангидрид аддукт

9,10-эндо(малеиногидро)-дигидроантрацен

Фенантрен легко гидрируется в положения 9,10, образуя продукты присоединения, то есть двойная связь между атомами углерода 9 и 10 в молекуле фенантрена по реакционной способности сравнима с этиленовой связью.

Н₂

Kt H

Реакции окисления

Антрацен и фенантрен легко окисляются до соответствующих хинонов. Например, при окислении кислородом воздуха при температуре 350-400⁰С в присутствии катализатора пятиокиси ванадия образуются 9,10-антрахинон и 9,10-фенантренхинон.

О

O₂ / V₂O₅

350-400⁰C

O

антрацен 9,10-антрахинон

О О

O₂ / V₂O₅

350-400⁰C

фенантрен 9,10-фенантренхинон

Способность этих углеводородов к окислению выше, чем у бензола, поэтому хиноны, указанные выше, могут быть получены при применении и традиционных окислителей, например, действием Na₂Cr₂O₇ или CrO₃ в серной кислоте при нагревании.

Антрахинон является исходным сырьем для синтеза анрахиноновых красителей. Один из важнейших красителей – ализарин – известен с древнейших времен. Его выделяли из корневищ и корней марены красильной. Ализарин – твердое вещество красного цвета, легко растворяется в щелочах, образуя растворы синего цвета. С гидроксидами некоторых металлов – алюминия, железа (III), меди(II) – ализарин образует окрашенные комплексные соединения.

Другая группа ценных и прочных красителей на основе антахинона – индантреновые красители. Примером служит индантреновый синий. Производные антрахинона – эмодины, извлекаемые из алоэ, крушины, ревеня, листьев сены, применяются в медицине в качестве слабительных средств. Один из представителей эмодинов – франгулоэмодин – содержится в крушине.

О ОН НО О ОН

ОН

НО СН₃

О О

ализарин франгулоэмодин

О

Бенз[а]пирен был синтезирован и изучен в 1933 г. Вскоре в опытах с животными установили высокую канцерогенность этого углеводорода. Впоследствии было идентифицировано огромное число и других конденсированных ароматических углеводородов. Большая часть из них была выделена из каменноугольной смолы. Значительное число этих углеводородов также вызывает раковые заболевания как у человека, так и у животных. Многие из них являются веществами, нарушающими передачу наследственных признаков при размножении.

Кроме каменноугольной смолы, получаемой при коксовании каменного угля, источником конденсированных ароматических углеводородов в окружающей среде являются процессы сжигания бензина в автомобильном транспорте, топлива на электростанциях. Существенную роль в загрязнении окружающей среды играет также и табачный дым. Тщательный анализ табачного дыма был проведен самыми разными физико-химическими методами. В частности, методом жидкостной хроматографии высокого давления в табачном дыме установлено присутствие, по крайней мере, фенантрена, бенз[а]пирена, хризена, бенз[а]антрацена, бенз[b]флуорантена, бенз[k]флуорантена (стороны основной циклической системы обозначаются латинскими буквами a, b, c и т.д. Буквой a обозначают сторону 1-2, буквой b – сторону 2-3 и т.п.

_{9 8}

_{10 7}

^{1 6 1 а}

^{а 2}

_{2 5}

^{3 4}

бенз[а]пирен бенз[а]антрацен хризен

₂

^{2 b} ₁ ^{а b}

^{1 3} _{o c}

¹⁰ ₉ ^{l m n d}

^{9 4} _{k e}

_{8 5 h}

_{7 6} ^{8 j I g f}

бенз[b]флуорантен бенз[k]флуорантен

Содержание хризена и бенз[а]антрацена оказалось достаточным и для количественного определения. Установлено, например, что при выкуривании каждой сигареты выделяется ~ 900 нг хризена и ~250 нг бенз[а]антрацена.

Конденсированные ароматические углеводороды являются и промутагенами, которые, подвергаясь метаболизму в живом организме, приобретают мутагенные свойства.

Тесты для самоконтроля знаний по теме: «Конденсированные полициклы. Нафталин»

1. Нафталин является соединением:

A) ароматическим, надчиняется правилу Хюккеля

B) неароматическим, правилу Хюккеля не подчиняется

C) неплоская система, сопряжённая

D) плоская система, несопряжённая

2. Назвать соединения по систематической номенклатуре в цепочке превращений:

A) A-1- нафталинсульфокислоти; D - 2- нафталинсульфокислота

B) A-2- нафталинсульфокислоти; D - 1- нафталинсульфокислота

C) A-2- нафталинсульфокислоти; D - 1- нафталинсульфокислота

D) A-2- нафталинсульфокислоти; D - 4- нафталинсульфокислота

3. Назвать продукты реакций:

A) A - a - нафтолят натрия; В -4- бром -1- нафтолят натрия

B) A - a - нафтолят натрия; В -3- бром -1- нафтолят натрия

C) A - a - нафтолят натрия; В -5- бром -1- нафтолят натрия

D) A - a - нафтолят натрия; В -6- бром -1- нафтолят натрия

4. Назвать продукты и механизмы реакций:

A) А- 1- бром -2- аминонафталин, S_E2; В- 1,8- динитронафталин S_E2

B) А- 3- бром -2- аминонафталин, S_E2; В- 1,3- динитронафталин S_E2

C) А- 6 - бром -2- аминонафталин, S_E2; В- 1,4- динитронафталин S_E2

D) А- 7-бром -2- аминонафталин, S_E2; В- 1,6- динитронафталин S_N

5. Нафталин (а) и антрацен (б) обладают ароматичностью по сравнению с бензолом

А) а-меньшей, б-меньшей;

В) а-меньшей, б-большей;

С) а-большей, б-меньшей;

Д) а-больщей, б0большей.

6. Пи-электроны в нафталине (а) и антрацене (б) в основном состоянии находятся только на молекулярных орбиталях

А) а-связывающих, б-связывающих;

В) а-разрыхляющих, б-разрыхляющих;

С) а-связывающих, б-разрыхляющих;

Д) а-разрыхляющих, б-связывающих.

7. Для монозамещенных нафталина число изомеров равно

А) 2

В) 3

С) 4

Д) 1

8. Для одинаковых дизамещенных нафталина число изомеров равно

А) 10,

В) 2,

С) 14,

Д) 4

9. Для разных дизамещенных нафталина число изомеров равно

А) 14,

В) 12,

С) 10,

Д) 8.

10. Амфи-положение заместителей у нафталина – это положения

А) 2 и 6,

В) 1 и 2,

С) 2 и 5,

Д) 1 и 7.

11) Пери-положения заместителей у нафталина – это положения

А) 1 и 8,

В) 2 и 8,

С) 3 и 7,

Д) 1 и 2.

12. Реакция аннелирования – это получение

А) конденсированных бициклов,

В) изолированных бициклов,

С) алканов,

Д) циклоалканов.

13. Назвать продукты реакций:

О

Н₂С – С AlCl₃ Zn(Hg) ПФК Zn(Hg) Pd

+ О (2,1 моль) А HCl В С HCl Д –2H₂ Е

Н₂С – С

О

бензол (1 моль)

янтарный ангидрид

А) А- 4-фенил-4- оксобутановая кислота, В-4-фенилбутановая кислота, С-α-

тетралон, Д- тетралин, Е-нафталин;

В) А-4-фенилбутановая кислота, В-4-фенил-4-оксобутановая кислота, С-α-

тетралон, Д- тетралин, Е-нафталин;

С) А-4-фенилбутановая кислота, В- α-тетралон, С-4-фенил-4-оксобутановая

кислота, Д- тетралин, Е-нафталин;

Д) А-4-фенилбутановая кислота, В- тетралин,, С-4-фенил-4-оксобутановая

кислота, Д- α-тетралон Е-нафталин.

14. Нафталин образуется из гомологов бензола с боковой цепью углеродных атомов, начиная с числа

А) 4

В) 5

С) 3

Д) 6

15. Нафталин получают при полимеризации

А) ацетилена,

В) этилена,

С) винилацетилена,

Д) дивинила.

16. Назвать продукт реакции:

СН₂

СН₂ Pt, 300⁰C

СН₂ А

СН₂

СН₃

А) 1-метилнафталин,

В) 1-фенилпентан,

С) 3-метилнафталин,

Д) 4-метилнафталин.

17. Назвать продукты реакций:

О Н₂С

СН Zn

+ СН А В –Н₂ С Д

Н₂С

О

А) А-2,5-диоксо-бицикло[4.4.0] декадиен-3,8; В-1,6-диокси-5,6-дигидронафталин;

С-1,4-диоксинафталин; Д-нафталин;

В) А-2,5-диоксо-бицикло[4.4.0] декадиен-3,8; В-1,4-диоксинафталин;

С-1,6-диокси-5,6-дигидронафталин; Д-нафталин;

С) А-1,4-диоксинафталин; В-2,5-диоксо-бицикло[4.4.0] декадиен-3,8;

С-1,6-диокси-5,6-дигидронафталин; Д-нафталин;

Д) А-1,6-диокси-5,6-дигидронафталин; В-2,5-диоксо-бицикло[4.4.0] декадиен-3,8;

С-1,4-диоксинафталин; Д-нафталин.

18. Назвать соединения в цепочке превращений:

О О ОН

НО С С

СН₂ Р₂О₅ СН₂

СН –Н₂О СН

СН СН

А) А- 1-оксо-2-гидронафталин; В- α-нафтол;

В) А- α-нафтол; В- 1-оксо-2-гидронафталин;

С) А-фенилвинилуксусная кислота, В- кето-формаα-нафтола;

Д) А- кето-формаα-нафтола; В- фенилвинилуксусная кислота.

19. При взаимодействии нафталина с хлористым ацетилом в присутствии хлорида алюминия и тетрахлорэтана (а) или нитробензола (б) получают только

А) (а)-1-ацетиднафталин, (б)-2-ацетилнафталин;

В) (а)-2-ацетиднафталин, (б)-1-ацетилнафталин;

С) (а)-1,2-диацетиднафталин, (б)-2-ацетилнафталин;

Д) (а)-1-ацетиднафталин, (б)-1,2-диацетилнафталин.

20. Реакция нитрования нафталина дает преимущественно продукт реакции

А) 1-нитронафталин,

В) 2-нитронафталин,

С) 3-нитронафталин,

Д) 4-нитронафталин.

21. Бромирование (а) и алкилирование (б) нафталина дает практически продукт реакции в положении

А) 1

В) 2

С) 3

Д) 6

22. При сульфировании нафталина моногидратом при 60⁰С (а) и купоросным маслом при 160⁰С (б) образуются преимущественно

А) а- 1-нафталинсульфокислота, б- 2-нафталинсульфокислота;

В) а- 2-нафталинсульфокислота, б- 1-нафталинсульфокислота;

С) а- 4-нафталинсульфокислота, б- 3-нафталинсульфокислота;

Д) а- 8-нафталинсульфокислота, б- 7-нафталинсульфокислота.

23. Сульфирование нафталина моногидратом при 60⁰С (а) и купоросным маслом при 160⁰С (б) – это процессы

А) а-кинетический, б-термодинамический;

В) а- термодинамический, б- кинетический;

С) а-кинетический, б-кинетический;

Д) а-термодинамический, б-термодинамический.

24. При 0⁰С соотношение 1΄-ацетонафтона (а) к 2΄-ацетонафтону (б) составляет. а при 30⁰С практически образуется только (а) или (б).

А) при 0⁰С- а : б = 3 : 1, при 30⁰-а;

В) при 0⁰С- а : б = 1 : 3, при 30⁰-б;

С) при 0⁰С- а : б = 3 : 1, при 30⁰-б;

Д) при 0⁰С- а : б = 1 : 3, при 30⁰-а.

25. Нуклеофильное замещение у нафталина по сравнению с бензолом происходит

А) легче,

В) труднее,

С) одинаково,

Д) почти одинаково.

26. Аминирование нафталина происходит в положение

А) 1

В) 2

С) 3

Д) 4

27. При кипячении натрия с этиловым спиртом и нафталином образуется продукт (а), изомеризующийся в продукт (б). При кипячении нафталина с натрием в амиловом спирте образуется продукт (в).

А) а-1,4-дигидронафталин; б-1,2-дигидронафталин; в- тетралин;

В) а-1,2-дигидронафталин; б-1,4-дигидронафталин; в- тетралин;

С) а-1,2-дигидронафталин; б- тетралин; в- 1,4-дигидронафталин;

Д) а- тетралин; б- 1,2-дигидронафталин; в- 1,4-дигидронафталин.

28. При гидрировании нафталина в присутствии никеля-Ренея образуются

А) тетралин, декалин;

В) 1,4-дигидронафталин; б-1,2-дигидронафталин;

С) декалин, 1,2-дигидронафталин;

Д) тетралин, 1,4-дигидронафталин.

29. При нитровании 1-метилнафталина образуется продукт (а), а при избытке нитрующей смеси образуется продукт (б).

А) а-1-метил-4-нитронафталин; б- 1-метил-2,4-динитронафталин;

В) а-1-метил-2-нитронафталин; б- 1-метил-2,5-динитронафталин;

С) а-1-метил-3-нитронафталин; б- 1-метил-3,4-динитронафталин;

Д) а-1-метил-7-нитронафталин; б- 1-метил-7,8-динитронафталин;

30. Назвать продукты реакций

NH₂

H₂SO₄ H₂SO₄ H₂SO₄

А В С

130⁰C t⁰C t⁰C

А) А-1-амино-4-нафталинсульфокислота, В- 1-амино-5-нафталин сульфлкислота;

С- 1-амино-6-нафталинсульфокислота;

В) А-1-амино-3-нафталинсульфокислота, В- 1-амино-6-нафталин сульфлкислота;

С- 1-амино-8-нафталинсульфокислота;

С) А-1-амино-2-нафталинсульфокислота, В- 1-амино-7-нафталин сульфлкислота;

С- 1-амино-8-нафталинсульфокислота;

Д) А-1-амино-4-нафталинсульфокислота, В- 1-амино-6-нафталин сульфлкислота;

С- 1-амино-5-нафталинсульфокислота.

31. Назвать соединения:

ОН

NO₂⁺ NO₂⁺

–H⁺ А –H⁺ В

А) А-1-нитро-2-оксинафталин; В-1,6-динитро-2-оксинафталин;

В) А-1,6-динитро-2-оксинафталин; В-1-нитро-2-оксинафталин;

С) А-α, β΄-динитро- β –оксинафталин; В- α-нитро- β –оксинафталин;

Д) А-2-нитро-3-оксинафталин; В-2,8-динитро-3-оксинафталин.

32. Назвать соединения в цепочке превращений:

СН₃

OH

Cl⁺

А –H⁺ В

А) А-1-метил-1-хлор-2-оксинафталиний катион; В-1-метил-1-хлор-2-оксо-

бензо[5,6] циклогексен-3;

В) А-2-метил-2-хлор-3-оксинафталиний катион; В-2-метил-2-хлор-3-оксо-

бензо[5,6] циклогексен-4;

С) А-1-метил-1-хлор-2-оксо-бензо[5,6] циклогексен-3; В-1-метил-1-хлор-2-

оксонафтохинон;

Д) А-2-метил-2-хлор-3-оксо-бензо[5,6] циклогексен-4; В-2-метил-2-хлор-3-

оксонафтохинон.

33. Назвать соединения в цепочке превращений:

ОН

H₂SO₄ H₂SO₄ H₂SO₄

на холоду А t⁰C В t⁰C С

–H₂O –H₂O

А) А-2-окси-1-нафталинсульфокислота; В-2-окси-8-нафталинсульфокислота;

С-2- окси-6-нафталинсульфокислота;

В) А-3-окси-2-нафталинсульфокислота; В-3-окси-9-нафталинсульфокислота;

С-3- окси-5-нафталинсульфокислота;

С) А-2-окси-8-нафталинсульфокислота; В-2-окси-1-нафталинсульфокислота;

С-2- окси-6-нафталинсульфокислота;

Д) А-2- окси-6-нафталинсульфокислота; В-2-окси-1-нафталинсульфокислота;

С-2-окси-8-нафталинсульфокислота.

34. Назвать соединения:

NO₂

2NO₂⁺

2 –2H⁺ А + В

А) А- 1,5-динитронафталин; В- 1,8-динитронафталин;

В) А- 1,8-динитронафталин; В- 1,6-динитронафталин;

С) А- 1,3-динитронафталин; В- 1,5-динитронафталин;

Д) А- 1,4-динитронафталин; В- 1,6-динитронафталин.

35. Назвать соединения:

SO₃H

2 2NO₂⁺

–2H⁺ А + В

А)А-5-нитро-2-нафталинсульфокислота; В-8-нитро-2-нафталинсульфокислота;

В)А-7-нитро-3-нафталинсульфокислота; В-9-нитро-3-нафталинсульфокислота;

С)А-4-нитро-2-нафталинсульфокислота; В-7-нитро-2-нафталинсульфокислота;

Д)А-6-нитро-2-нафталинсульфокислота; В-9-нитро-2-нафталинсульфокислота.

36. Назвать соединения:

SO₃H

2 2SO₃H⁺,60⁰C

–2H⁺ А + В

2SO₃H⁺,140⁰C

–2H⁺ С + Д

А) А-2,5-нафталиндисульфокислота; В- 2,8-нафталиндисульфокислота;

С- 2,7-нафталиндисульфокислота; Д- 2,6-нафталиндисульфокислота;

В) А-2,5-нафталиндисульфокислота; В- 2,6-нафталиндисульфокислота;

С- 2,7-нафталиндисульфокислота; Д- 2,8-нафталиндисульфокислота;

С) А-2,7-нафталиндисульфокислота; В- 2,8-нафталиндисульфокислота;

С- 2,5-нафталиндисульфокислота; Д- 2,6-нафталиндисульфокислота;

Д) А-2,7-нафталиндисульфокислота; В- 2,6-нафталиндисульфокислота;

С- 2,5-нафталиндисульфокислота; Д- 2,8-нафталиндисульфокислота.

37. Назвать соединения:

О

С – СН₃

Br₂ + NaOH HCl

–CH₃Br, –HBr А –NaCl В

А) А- 2-нафтоат натрия; В-2-нафтойная кислота;

В) А-2-нафтойная кислота; В-2-нафтоат натрия;

С) А- 2-бромацетилнафталин; В- 2-хлорацетилнафталин;

Д) А- 2-бромацетофенон; В- 2-хлорацетофенон.

38. При окислении 2-метилнафталина при комнатной температуре образуется продукт (а), а при высокой температуре – продукт (б).

А) А- 2-метил-1,4-нафтохинон; В- нафталин-2-карбоновая кислота;

В) А- нафталин-2-карбоновая кислота; В- 2-метил-1,4-нафтохинон;

С) А- нафтионовая кислота, В-орто-нафтохинон;

Д) А- орто-нафтохинон, В- нафтионовая кислота.

39. Нафталин в жестких условиях образует

А) фталевый ангидрид,

В) бензойную кислоту,

С) бензохинон,

Д) бензальдегид.

40. Производными п-нафтохинона являются витамины группы К: филлохинон (а) и фарнохинон (б).

А) а- витамин К₁, б- витамин К₂;

В) а- витамин К₂, б- витамин К₁;

С) а- витамин К₁, б- витамин К₁;

Д) а- витамин К₂, б- витамин К₂.

41. Назвать соединения:

О

AlCl₃, t⁰ H₂SO₄, t⁰

О + А В

О

А) А- орто-бензоилбензойная кислота, В- антрахинон;

В) А- антрахинон, В- орто-бензоилбензойная кислота;

С) А-антрахиноновая кислота, В- антрацен;

Д) А-антрацен, В-антрахиноновая кислота.

42. При окислен