403221-aromatic 1

403221 เคมี�อิ�นทรี�ย์� สารประกอบอะโรมาติ�ก

aromatic compounds

ผศ . ดร . วราภรณ์� พาราส�ข ภาคว�ชาเคม� คณ์ะว�ทยาศาสติร�

มหาว�ทยาลั ยเกษติรศาสติร�

403221-aromatic 2

สารีปรีะกอิบ aromatic

•เบนซี�นแลัะสารประกอบท�%ม�สมบ ติ�คลั&ายเบนซี�น

• เก�ดปฏิ�ก�ร�ยา electrophilic substitution

403221-aromatic 3

โครีงสรี�างขอิงเบนซี�น C6H6H

H

H

H

H

H

• Kekule’ structure• H ท�กอะติอมของเบนซี�นม�สมบ ติ�เคม�เหม)อนก น

H

H

H

H

H

H 12

34

5

6

H

H

H

H

H

H1

2

3

45

6

Br

Br Br

Br

403221-aromatic 4

Resonance ขอิงเบนซี�นC6H6

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H12

34

5

6

1

2

3

45

6

:

403221-aromatic 5

Resonance ขอิงเบนซี�นC6H6•วงแหวนเบนซี�นแบนอย*+ในระนาบ• ท�กพ นธะ C-C ในวงม�ความยาวเท+าก น 139 pm

– ความยาวพ นธะ C-C แลัะ C=C ค)อ 147 แลัะ 133 pm

H

H

H

H

H

H

H

H

H

CH2

H

120o

139pm

147pm133pm

403221-aromatic 6

Resonance ขอิงเบนซี�นC6H6• ท .ง6 electron delocalize (เคลั)%อนท�%ไปรอบวง)

403221-aromatic 7

Aromaticity ความีเป�นอิะโรีมีาติ�ก•โครงสร&างเป0นวงแบนอย*+ในระนาบ• ท�กอะติอมในวงม� p-orbital ขนานก น ( เป0น conjugated double bond)• electron delocalize เคลั)%อนท�%ไปรอบวง• จำ2านวน electron เท+าก บ 4n+2 (Huckel rule)

– 2, 6, 10, 14• ไม+เก�ดปฏิ�ก�ร�ยา addition

สารีปรีะกอิบ aromatic ค)อโมเลัก�ลัหร)อion ท�%เป0น cyclic conjugated system

ม� electron จำ2านวน 4n+2 ม�ความเสถี�ยรมากกว+าปกติ�

403221-aromatic 8

-..

6

H H

-H+

H-H.

.5

H

4

H+

-H-

cyclopentadiene

403221-aromatic 9

-..

6

-H+

-H.

.

8

7

+

-H-

H H H

H

H

cycloheptatriene

403221-aromatic 10

• ติ วอย+างสารประกอบ aromatic

2

+-.. +

6 66

10 1414

+

484

•ติ วอย+างสารประกอบ non aromatic

403221-aromatic 11

การีเติรี�ย์มีสารีปรีะกอิบaromatic 1. เติรี�ย์มีจาก acetylene

CH CH heat sealed tube

- 2. Friedel Craft alkylation

CH3 CH

CH3

ClAlCl3+

CH3

CH

CH3

- 3. Wurtz Fittig reactionR Cl

ClNa

+ R

CH3 CH

CH3

ClClNa

+CH3

CH

CH3

403221-aromatic 12

ปฏิ�ก�รี�ย์าขอิงสารีปรีะกอิบaromatic• Electrophilic aromatic

substitution

403221-aromatic 13

• กลไกปฏิ�ก�รี�ย์า

ข .นท�% 2 rearomatization

ข .นท�% 1

403221-aromatic 14

1. Halogenation

403221-aromatic 15

กลัไกปฏิ�ก�ร�ยา

403221-aromatic 16

2. Nitration

กลัไกปฏิ�ก�ร�ยา

403221-aromatic 17

3 . Sulfonation

กลัไกปฏิ�ก�ร�ยา

Fuming sulfuric acid = SO3+H2SO4

403221-aromatic 18

- 4. Friedel Crafts Alkylation

403221-aromatic 19

กลัไกปฏิ�ก�ร�ยา

403221-aromatic 20

- 5. Friedel Crafts Acylation

403221-aromatic 21

กลัไกปฏิ�ก�ร�ยา

403221-aromatic 22

• ผลขอิงหมี"#แทนท�%ติ#อิปฏิ�ก�รี�ย์า electrophilic aromatic substitution

1. Activating group = หมี"#ให�อิ�เล'กติรีอินแก#วง - - = ortho , para director

403221-aromatic 23

ortho-attack

pppp-attack

meta-attack

Arenium ion ท�%เก�ดจำาก -ortho , - para attack เสถี�ยรเน)%องจำาก

inductive effect

403221-aromatic 24

ortho-

para-

Arenium ion ท�%เก�ดจำาก -ortho , - para attack เสถี�ยรเน)%องจำาก

resonance effect

403221-aromatic 25

- 1. Activating group : ortho ,pppp- pppppppp

resonance effect-NH2, -NHR, -NR2, ,

-OH, -OR, inductive effect

-R, -Ar

403221-aromatic 26

2. Deactivating group = หมี"#ดึ*งอิ�เล'กติรีอินจากวง pppp- pppppppp =

403221-aromatic 27

ortho-attack

para-attack

meta-attack

Arenium ion ท�%เก�ดจำาก - ortho ,- para attack ไมี#เสถี�ย์รี เน)%องจำากinductive effect

403221-aromatic 28

2.Dea ctivating - group : meta

director

403221-aromatic 29

3. Halogen • ppppp p : - X ด5ง e- โดย inductive effect• - pppp- pppppppp p ,: - X ให& e- โดย resonance effect

ปฏิ�ก�ร�ยาเก�ดช&า

403221-aromatic 30

All unstable

403221-aromatic 31

•การเติร�ยมอน�พ นธ�ของเบนซี�น– เติร�ยม bromonitrobenzene

ลั2าด บของปฏิ�ก�ร�ยาม�ความส2าค ญเป0นติ วก2าหนดติ2าแหน+งหม*+แทนท�%บนวงเบนซี�น

403221-aromatic 32

ปฏิ�ก�รี�ย์าขอิงสารีปรีะกอิบaromatic• ปฏิ�ก�รี�ย์าท�%หมี"#แทนท�%ขอิงเบนซี�น

1. ปฏิ�ก�รี�ย์า oxidation

2. ปฏิ�ก�รี�ย์า Halogenation

403221-aromatic 33

3. ปฏิ�ก�รี�ย์า Reduction หมี"# C=O

4. การีเก�ดึสารีปรีะกอิบ organometallic ขอิง

403221-aromatic 34

จงแสดึงว�ธี�เติรี�ย์มีสารีติ#อิไปน�-จากเบนซี�น– m-chlorobenzoic acid– p-acetyltoluene– o-chloronitrobenzene– p-chlorosulfonic acid– m-ethyltoluene