Ikkita ajratilgan halqali aromatik uglevodorodlar. Ko'p yadroli arenalar

Aromatik uglevodorodlar (arenlar) - tarkibi va kimyoviy xossalari bo'yicha ularning umumiy xususiyatlarini aniqlaydigan aromatik tizimga ega birikmalar.

Aromatik uglevodorodlarni olish usullari
1. Benzol, toluol, ksilenlar, naftalin- ko'mirni kokslash jarayonida hosil bo'lgan ko'mir smolasidan ajratilgan.
2. Ba'zi yog'lar tarkibida benzol va toluol mavjud.
Ammo neftdan arenlarni olishning asosiy usuli uning aromatizatsiyasi: katalitik siklizatsiya va alkanlarning dehidrogenatsiyasi. Misol uchun:

3. Alkilbenzollarni olish (Fradel-Krafts reaksiyasi)

4. Difenilni olish

Aromatik uglevodorodlarning kimyoviy xossalari

1. Elektrofil almashtirish reaktsiyalari (SE)

Reaksiya tezligi va yo‘nalishiga o‘rinbosarlarning ta’siriSE.
Turli xil o'rinbosarlar benzol halqasidagi elektron zichligini o'zgartiradi va u turli uglerod atomlarida har xil bo'ladi.
Bu SE reaktsiya tezligini o'zgartiradi va uni tsiklning turli pozitsiyalari uchun farq qiladi.

Halojen o'rnini bosuvchi moddalar alohida o'rinni egallaydi:

+M-effekti tufayli ular reaksiyani orto- va para-pozitsiyalarga (birinchi turdagi oʻrinbosarlar sifatida) yoʻnaltiradi, lekin ularning –I taʼsiri mutlaq qiymat boʻyicha mezomerdan oshadi: sikldagi umumiy elektron zichligi. kamayadi va SE reaksiya tezligi pasayadi.

O'zaro almashtirilgan benzolda orientatsiya
1. Barqaror yo'nalish:

2. Mos kelmaydigan yo'nalishda quyidagilar hisobga olinadi:
a) kuchliroq faollashtiruvchi guruhning ta'siri:

b) fazoviy qiyinchiliklar:

Elektrofil almashtirish reaksiyalarining turlari

1. Galogenlash

2. Nitrlash

3. Sulfatsiyalash

Fridel-Crafts bo'yicha alkillanish va asillanish

4. Alkillanish

5. Asillanish

2. Benzolning aromatik sistemani yo`q qilish reaksiyalari

1. Oksidlanish

2. Qayta tiklash (gidrogenlash)

3. Radikal xlorlash

3. Alkilbenzollarning yon zanjirli reaksiyalari

1. Radikal almashtirish

Boshqa alkilbenzollar a-holatida xlorlanadi:

2. Oksidlanish

Barcha monoalkilbenzollar ishqoriy muhitda KMnO4 bilan oksidlanganda benzoy kislotasini beradi.

aromatik uglevodorodlar- uglerod va vodorod birikmalari, ularning molekulasida benzol halqasi mavjud. Aromatik uglevodorodlarning eng muhim vakillari benzol va uning gomologlari - uglevodorod qoldiqlari uchun benzol molekulasidagi bir yoki bir nechta vodorod atomlarining almashinish mahsulotlari.

Benzol molekulasining tuzilishi

Birinchi aromatik birikma - benzol 1825 yilda M. Faraday tomonidan kashf etilgan. Uning molekulyar formulasi aniqlandi - C 6 H 6. Agar uning tarkibini bir xil miqdordagi uglerod atomlarini o'z ichiga olgan to'yingan uglevodorod - geksan (C 6 H 14) tarkibi bilan solishtirsak, benzolda sakkizta kam vodorod atomi borligini ko'rishimiz mumkin. Ma'lumki, bir nechta bog'lanish va tsikllarning paydo bo'lishi uglevodorod molekulasidagi vodorod atomlari sonining kamayishiga olib keladi. 1865 yilda F.Kekule uning struktur formulasini siklogeksantrien-1,3,5 deb taklif qildi.

Shunday qilib, Kekule formulasiga mos keladigan molekula qo'sh bog'larni o'z ichiga oladi, shuning uchun benzol to'yinmagan xususiyatga ega bo'lishi kerak, ya'ni qo'shilish reaktsiyalariga kirish oson: gidrogenlash, bromlash, hidratsiya va boshqalar.

Biroq, ko'plab eksperimental ma'lumotlar buni ko'rsatdi benzol qo'shilish reaktsiyalariga faqat og'ir sharoitlarda kiradi(yuqori haroratda va yorug'likda), oksidlanishga chidamli. Ularning eng xarakterlisi almashtirish reaksiyalaridir, shuning uchun benzol o'ziga xos xususiyati bo'yicha to'yingan uglevodorodlarga yaqinroqdir.

Ushbu nomuvofiqliklarni tushuntirishga harakat qilib, ko'plab olimlar benzol tuzilishining turli xil variantlarini taklif qilishdi. Benzol molekulasining tuzilishi nihoyat uning asetilendan hosil bo'lish reaksiyasi bilan tasdiqlandi. Aslida, benzoldagi uglerod-uglerod bog'lari ekvivalent bo'lib, ularning xossalari bitta yoki qo'sh bog'lanishlarga o'xshamaydi.

Hozirgi vaqtda benzol Kekule formulasi yoki aylana tasvirlangan olti burchak bilan belgilanadi.

Xo'sh, benzolning tuzilishining o'ziga xos xususiyati nimada?

Ushbu tadqiqotlar va hisob-kitoblar asosida oltita uglerod atomining hammasi sp 2 gibridlanish holatida va bir tekislikda yotadi, degan xulosaga keldi. Qo'sh bog'larni tashkil etuvchi uglerod atomlarining gibridlanmagan p-orbitallari (Kekule formulasi) halqa tekisligiga perpendikulyar va bir-biriga parallel.

Ular bir-biri bilan qoplanib, yagona p-tizimni hosil qiladi. Shunday qilib, Kekule formulasida tasvirlangan o'zgaruvchan qo'sh bog'lanish tizimi konjugatsiyalangan, bir-birining ustiga chiqadigan p-bog'larning tsiklik tizimidir. Bu tizim benzol halqasining har ikki tomonida joylashgan elektron zichlikdagi ikkita toroidal (donutsimon) mintaqadan iborat. Shunday qilib, benzolni siklogeksantrien-1,3,5 sifatidagidan ko'ra markazida aylana (p-tizim) bo'lgan muntazam olti burchakli tasvirlash mantiqan to'g'ri keladi.

Amerikalik olim L.Pauling benzolni elektron zichligi taqsimotida bir-biridan farq qiluvchi va doimiy ravishda bir-biriga aylanadigan ikkita chegara tuzilmasi shaklida tasvirlashni taklif qildi:

O'lchangan bog'lanish uzunliklari bu taxminni tasdiqlaydi. Benzoldagi barcha C-C bog'lari bir xil uzunlikka (0,139 nm) ega ekanligi aniqlandi. Ular bitta C-C aloqalaridan (0,154 nm) bir oz qisqaroq va qo'sh (0,132 nm) dan uzunroqdir.

Shuningdek, molekulalarida bir nechta siklik tuzilmalarni o'z ichiga olgan birikmalar mavjud, masalan:

Aromatik uglevodorodlarning izomeriyasi va nomenklaturasi

Uchun benzol gomologlari bir nechta o'rinbosarlarning holatining izomeriyasi xarakterlidir. Benzolning eng oddiy gomologi toluol(metilbenzol) - bunday izomerlarga ega emas; Quyidagi gomolog to'rtta izomer sifatida taqdim etiladi:

Kichik o'rinbosarlarga ega bo'lgan aromatik uglevodorodlar nomining asosini benzol so'zi tashkil etadi. Aromatik halqadagi atomlar raqamlangan katta o‘rinbosardan tortib to kichikgacha:

Agar o'rinbosarlar bir xil bo'lsa, u holda raqamlash eng qisqa yo'l bo'yicha amalga oshiriladi: masalan, modda:

1,5-dimetilbenzol emas, 1,3-dimetilbenzol deyiladi.

Eski nomenklaturaga ko'ra, 2 va 6 pozitsiyalar orto pozitsiyalar, 4 - para-, 3 va 5 - meta pozitsiyalar deb ataladi.

Aromatik uglevodorodlarning fizik xossalari

Normal sharoitda benzol va uning eng oddiy gomologlari - yuqori zaharli suyuqliklar xarakterli yoqimsiz hid bilan. Ular suvda yomon eriydi, lekin organik erituvchilarda yaxshi eriydi.

Aromatik uglevodorodlarning kimyoviy xossalari

almashtirish reaktsiyalari. Aromatik uglevodorodlar almashtirish reaksiyalariga kiradi.

1. Bromlanish. Brom bilan katalizator, temir (III) bromid ishtirokida reaksiyaga kirishganda, benzol halqasidagi vodorod atomlaridan biri brom atomi bilan almashtirilishi mumkin:

2. Benzol va uning gomologlarini nitrlash. Aromatik uglevodorod sulfat kislota ishtirokida nitrat kislota bilan o'zaro ta'sirlashganda (sulfat va nitrat kislotalar aralashmasi nitratlovchi aralashma deb ataladi), vodorod atomi nitroguruh bilan almashtiriladi - NO 2:

Nitrobenzolning qaytarilishi olinadi anilin- anilin bo'yoqlarini olish uchun ishlatiladigan modda:

Bu reaksiya rus kimyogari Zinin sharafiga nomlangan.

Qo'shilish reaktsiyalari. Aromatik birikmalar ham benzol halqasiga qo'shilish reaksiyalariga kirishishi mumkin. Bunda siklogeksan va uning hosilalari hosil bo'ladi.

1. Gidrogenatsiya. Benzolning katalitik gidrogenlanishi alkenlarning gidrogenlanishiga qaraganda yuqori haroratda davom etadi:

2. Xlorlash. Reaktsiya ultrabinafsha nurlar bilan yoritilganda davom etadi va erkin radikal hisoblanadi:

Aromatik uglevodorodlarning kimyoviy xossalari - kompendium

Benzol gomologlari

Ularning molekulalarining tarkibi formulaga mos keladi CnH2n-6. Benzolning eng yaqin gomologlari:

Toluoldan keyingi barcha benzol gomologlari mavjud izomerlar. Izomeriya o'rinbosarning soni va tuzilishi (1, 2) bilan ham, benzol halqasidagi (2, 3, 4) o'rinbosarning holati bilan ham bog'lanishi mumkin. Umumiy formulali birikmalar C 8 H 10 :

Benzol halqasidagi ikkita bir xil yoki turli o'rinbosarlarning nisbiy o'rnini ko'rsatish uchun ishlatiladigan eski nomenklaturaga ko'ra, prefikslar qo'llaniladi. orto-(o- deb qisqartiriladi) - o'rnini bosuvchi moddalar qo'shni uglerod atomlarida joylashgan, meta-(m-) - bitta uglerod atomi orqali va juft-(p-) - bir-biriga qarshi o'rinbosarlar.

Benzolning gomologik qatorining birinchi a'zolari o'ziga xos hidli suyuqliklardir. Ular suvdan engilroq. Ular yaxshi erituvchilardir. Benzol gomologlari almashtirish reaksiyalariga kirishadi:

bromlanish:

nitratsiya:

Toluol qizdirilganda permanganat bilan oksidlanadi:

Sinovdan o'tish uchun ma'lumotnoma:

Mendeleev jadvali

Eruvchanlik jadvali

II.3. quyultirilgan aromatik uglevodorodlar

Monosiklik sistemalar uchun (4n+2)-elektron tizimining aromatikligi haqidagi Gyukkel qoidasi olingan. Politsiklik eritilgan (ya'ni, umumiy uchlari bo'lgan bir nechta benzol halqalarini o'z ichiga olgan) tizimlarda u umumiy atomlarga ega tizimlarga o'tkazilishi mumkin. ikki sikllar, masalan, naftalin, antrasen, fenantren, bifenilen uchun quyida ko'rsatilgan: (12-eslatma)

Kamida bitta umumiy atomga ega bo'lgan birikmalar uchun uch sikllar (masalan, piren uchun), Gyukkel qoidasi taalluqli emas.

Bisiklik annulenlar - naftalin yoki azulen - o'n elektronli -annulenlarning elektron analoglari (ii.2 bo'limga qarang). Bu ikkala birikma aromatik xususiyatlarga ega, ammo naftalin rangsiz, azulen esa quyuq ko'k rangga ega, chunki siklopentadienil anion va tropiliy kation yadrolarining birikmasidan iborat bipolyar tuzilish uning tuzilishiga katta hissa qo'shadi:

Kondensatsiyalangan aromatik uglevodorodlarning reaktivligi monosiklik arenalarga nisbatan birmuncha ortadi: ular oksidlanish va qaytarilish jarayonini osonlashtiradi, qo‘shilish va almashtirish reaksiyalariga kirishadi. Reaktivlikdagi bu farqning sabablari uchun II.5-bo'limga qarang.

II.4. Izolyatsiya qilingan benzol halqalari bo'lgan uglevodorodlar. Trifenilmetanlar.

Izolyatsiya qilingan benzol halqali uglevodorodlardan eng qiziqlari di- va trifenilmetanlar, shuningdek, bifenildir (13-izoh) Di- va trifenilmetanlardagi benzol halqalarining xossalari oddiy alkilbenzollardagi kabi. Ularning kimyoviy xulq-atvori xususiyatlarida namoyon bo'ladi molekulaning alifatik (“metan”) qismining C-H bog’lanishining xossalari. Bu bog'lanishning getero- yoki gomolitik yorilishining qulayligi, birinchi navbatda, paydo bo'ladigan musbat yoki manfiy zaryadning (geterolitik yorilish holatida) yoki juftlashtirilmagan elektronning (gomolitik yorilish holatida) delokalizatsiya qilish imkoniyatiga bog'liq. Di- va ayniqsa tri-fenilmetan tizimida bunday delokalizatsiya ehtimoli juda yuqori.

Avval fenillangan metanlarning qobiliyatini ko'rib chiqing protonni yo'q qilish bilan C-H aloqalarining dissotsiatsiyasi( CH-kislotalik ). CH-kislotalarning, shuningdek, oddiy protik OH-kislotalarning kuchi tegishli anionlarning barqarorligi va shuning uchun hosil bo'lish qulayligi (ko'rib chiqilayotgan holatda, karbanionlar) bilan belgilanadi. Anionlarning barqarorligi va hosil bo'lish qulayligi, o'z navbatida, ulardagi manfiy zaryadni delokalizatsiya qilish imkoniyati bilan belgilanadi. Benzil uglerod atomi bilan bog'langan har bir benzol yadrosi chegaraviy (rezonansli) tuzilmalar yordamida ifodalanishi mumkin bo'lgan manfiy zaryadni delokalizatsiya qilishda ishtirok etishi mumkin:

Difenilmetan uchun ettita chegara tuzilmasini allaqachon tasvirlash mumkin:

va trifenilmetan uchun, o'n:

Delokalizatsiya qilish qobiliyati mumkin bo'lgan chegara tuzilmalari soni bilan ortib borayotganligi sababli, di- va ayniqsa trifenilmetil anionlari ayniqsa barqaror bo'lishi kerak. markaziy uglerod atomida zaryad delokalizatsiyasida ishtirok eting, ya'ni. ketma-ket ko'tarilish

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

p-qiymatlari K a maxsus usullar bilan aniqlangan ushbu uglevodorodlar ushbu taxminni tasdiqlaydi. Difenilmetan (s K a 33) kislotaligi bo'yicha ammiak va trifenilmetanga (s K a 31.5) - tert-butanol; trifenilmetan 10 10 martadan ortiq metandan kislotali (s K a~ 40).(15-eslatma)

Gilos rangli trifenilmetilsodyum odatda trifenilxlorometanni natriy amalgam bilan kamaytirish orqali tayyorlanadi:

An'anaviy CH aloqalaridan farqli o'laroq sp 3-gibrid uglerod atomi, benzil C-H aloqasi tri- juft- nitrofenilmetan allaqachon alkogolli gidroksidi bilan geterolitik tarzda parchalangan:

Ikkinchi holda, uchta benzol yadrosidan tashqari, uchta nitroguruh qo'shimcha ravishda aniondagi manfiy zaryadni delokalizatsiya qilishda ishtirok etadi.

Benzil CH bog'ining geterolitik bo'linishining yana bir turi - gidrid anionining mos keladigan hosil bo'lishi bilan olib tashlanishi. karbokatsiyalar benzil turi:

Benzol yadrolari ham musbat, ham manfiy zaryadlarni, fenillangan metanlarni barqarorlashtirishga qodir yoqilgan gidridning harakatchanligi alifatik qismdagi vodorod bilan bir xil qator bo'ladi proton harakatchanligi bilan, ya'ni. CH 4< С 6 Н 5 СН 3 < (С 6 Н 5) 2 СН 2 < (С 6 Н 5) 3 СН.

Biroq, odatda, gidrid anionini olish qulayligini eksperimental ravishda solishtirish qiyin, chunki bunday abstraktsiyani amalga oshirish uchun odatda juda faol Lyuis kislotalari ishlatiladi. Qiyosiy hisob-kitoblar galogenning (odatda xlorning) harakatchanligini sharoitda solishtirish orqali osonlik bilan amalga oshirilishi mumkin. S N 1 reaktsiyalar, chunki bu holda, gidrid anionini yo'q qilish holatida bo'lgani kabi, transformatsiya tezligini belgilaydigan bosqich mos keladigan karbokatsiyaning shakllanishi hisoblanadi. Darhaqiqat, ma'lum bo'lishicha, bunday sharoitlarda xlor trifenilxlorometanda eng yuqori harakatchanlikka ega va benzilxloridda eng past:

Ar-CR 2 -Cl ArCR 2 + + Cl -; R=H yoki R=Ar

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

Ulardan birinchisida xlorning reaktivligi karboksilik kislota xloridlaridagi, ikkinchisida esa allilxloriddagiga o'xshaydi. Quyida 25 o C da chumoli kislotada R-Cl xloridlarning nisbiy solvoliz tezligi haqidagi ma'lumotlar keltirilgan:

R-Cl + HCOOH R-O-C(O)H + HCl

Trifenilmetilning qiyosiy barqarorligi ( tritil ) kationi boshqa ko'plab tajriba ma'lumotlari bilan ham tasdiqlangan. Bunga misol qilib, uning tuzlarini nukleofil bo'lmagan anionlar bilan hosil qilish qulayligi, ularning eritmalari qutbli aprotik erituvchilarda elektr o'tkazuvchan (va shuning uchun ion tuzilishga ega) va xarakterli sariq rangga ega:

Bu trifenilxlorometanning suyuq oltingugurt dioksidi eritmasida trifenilmetil kationiga va xlorid anioniga ajralish qobiliyatidan dalolat beradi:

Trifenilmetil kationining barqarorligini benzol halqalariga kiritish orqali yanada oshirish mumkin. elektron donor guruhlari(masalan, amino-, alkil- va dialkilamino-, gidroksil, alkoksi). Karbokatning barqarorligining yanada oshishi, bu holatga olib keladi suvli eritmada barqaror, ya'ni reaksiyaning muvozanati

chapga siljidi. Shu kabi tritil kationlar nafaqat chidamli, Biroq shu bilan birga bo'yalgan. Misol tariqasida kuchli binafsha rangli tri(4-dimetilaminofenil)metil kationini keltirish mumkin. Uning xloridi "bo'yoq sifatida ishlatiladi" kristalli binafsha ". Kristall binafsha rangda musbat zaryad benzol yadrolarining uchta azot atomi va to'qqizta uglerod atomi o'rtasida tarqalgan. Uchdan birining ishtiroki juft-musbat zaryad delokalizatsiyasida dimetilaminofenil o'rnini bosuvchi moddalar quyidagi chegara tuzilmalari yordamida aks ettirilishi mumkin:

Benzol halqasida amin yoki almashtirilgan amin guruhlarini o'z ichiga olgan barcha trifenilmetan bo'yoqlari kislotali muhitda rangga ega bo'lib, yuqorida kristalli binafsha rang misolida ko'rsatilganidek, kengaytirilgan konjugatsiya zanjiriga ega bo'lgan strukturaning shakllanishiga yordam beradi (I tuzilmasi diagramma) - deb atalmish quinoid tuzilishi . Quyida eng keng tarqalgan trifenilmetan bo'yoqlari uchun formulalar keltirilgan.

Trifenilmetil anion va kation uchun yuqorida ko'rib chiqilganga o'xshab, benzol halqalari ham barqarorlikka ta'sir qilishi kerak. trifenilmetil radikal . Ikkinchi holda, markaziy uglerod atomi tomonidan "fenil bo'lmagan" o'rinbosar bilan hosil bo'lgan bog'lanishning uzilishining qulayligi, ma'lum darajada, boshqa sabablarga ko'ra. Gap shundaki, trifenilmetan, trifenilxlorometan, trifenilkarbinol va boshqalarda. markaziy uglerod atomi mavjud sp 3-gibrid holat va shunga mos ravishda tetraedral konfiguratsiyaga ega. Shu sababli fenil yadrolari bir tekislikda joylashmaydi va konjuge emas. Trifenilmetil kationiga (geterolitik bo'shliq) yoki radikalga (gomolitik bo'shliq) o'tganda markaziy uglerod atomi ichida bo'ladi. sp 2- gibrid holat; buning natijasida struktura tekislanadi (17-eslatma) va uchta fenil yadrolari orasidagi o'zaro ta'sir (konjugatsiya) kuchayadi. Bu ko'rib chiqilayotgan dissotsiatsiya bilan bog'liq energiya xarajatlarini qisman qoplaydi va shu bilan uni osonlashtiradi.

Trifenilmetil radikal

Sink, mis yoki kumush ta'sirida tegishli xloriddan hosil bo'lishi mumkin, bu holda elektron donorlar sifatida ishlaydi:

Bu radikal ancha barqaror va faqat qisman suyultirilgan eritmalarda (efirda, benzolda) dimerlanadi. Uzoq vaqt davomida geksafeniletilning tuzilishi ushbu dimerga bog'liq edi, ammo ma'lum bo'lishicha, aslida dimerizatsiya paytida bitta radikalning markaziy uglerod atomi o'rtasida bog'lanish paydo bo'ladi. juft- boshqa radikalning fenil yadrolaridan birining holati:

Ko'rinib turibdiki, ko'rib chiqilayotgan holatda, bitta trifenilmetil radikal hujumi eng kam fazoviy to'siqli joy boshqasi va, tabiiyki, juftlashtirilmagan elektronning delokalizatsiyasida ishtirok etadigan joylardan biri.

Bunday dimerlarning dissotsilanish darajasi aril radikallarining tabiatiga kuchli bog'liq. Shunday qilib, 0,1 M benzol eritmasida 25° da trifenilmetil radikali 97% ga dimerlanadi, tri-4-nitrofenilmetil radikali esa umuman dimerlanmaydi.

S.Yu. Eliseev

Aromatik uglevodorodlar haqida tushuncha, qo‘llanilishi, fizik-kimyoviy va yong‘in-portlash xossalari.

Benzol molekulasining tuzilishi haqida zamonaviy tushuncha. Benzolning gomologik qatori, nomenklaturasi, izomeriyasi. Arene toksikligi.

Asosiy kimyoviy reaktsiyalar:

almashtirishlar (galogenlash, nitrlash, sulfonlanish, alkillanish)

qo'shimchalar (vodorod va halogenlar);

oksidlanish (to'liq bo'lmagan oksidlanish, yonish jarayonining xususiyatlari, kuchli oksidlovchi moddalar bilan aloqa qilganda o'z-o'zidan yonish tendentsiyasi);

Benzol halqasida almashtirish qoidalari. Birinchi va ikkinchi qator o'rinbosarlari.

Aromatik uglevodorodlarni olishning sanoat usullari.

Asosiy aromatik uglevodorodlarning qisqacha tavsifi: toluol, benzol, ksilen, etilbenzol, izopropilbenzol, stirol va boshqalar.

Aromatik nitro birikmalari, nitrobenzol, toluolning fizik-kimyoviy va yong'inga xavfli xossalari. Ularni qabul qilish uchun reaktsiyalar.

Aromatik aminlar: nomenklaturasi, izomeriyasi, ishlab chiqarish usullari, alohida vakillari (anilin, difenilamin, dimetilanilin).

Aromatik uglevodorodlar (arenlar)

Aromatik birikmalar odatda karbotsiklik birikmalar deb ataladi, ularning molekulalarida oltita uglerod atomidan iborat maxsus tsiklik guruh - benzol halqasi mavjud. Bunday guruhni o'z ichiga olgan eng oddiy modda uglevodorod benzoldir; bu turdagi boshqa barcha aromatik birikmalar benzolning hosilalari hisoblanadi.

Aromatik birikmalarda benzol halqasi mavjudligi sababli ular ba'zi xossalari bo'yicha to'yingan va to'yinmagan alitsiklik birikmalardan, shuningdek, ochiq zanjirli birikmalardan sezilarli darajada farqlanadi. Aromatik moddalarning o'ziga xos xususiyatlari, ularda benzol yadrosi mavjudligi sababli, odatda aromatik xususiyatlar va benzol yadrosi, mos ravishda aromatik yadro deb ataladi.

Shuni ta'kidlash kerakki, "aromatik birikmalar" nomi endi o'zining asl to'g'ridan-to'g'ri ma'nosiga ega emas. Bu birinchi o'rganilgan benzol hosilalarining nomi edi, chunki ular xushbo'y hidga ega yoki tabiiy aromatik moddalardan ajratilgan. Hozirgi vaqtda aromatik birikmalarga yoqimsiz hidga ega bo'lgan yoki umuman hidga ega bo'lmagan ko'plab moddalar kiradi, agar ularning molekulasida (4n + 2) umumlashtirilgan elektronli tekis halqa bo'lsa, bu erda n 0, 1, 2, 3 qiymatlarini olishi mumkin. , va hokazo. .d., Gyukkel qoidasidir.

Benzol qatorining aromatik uglevodorodlari.

Aromatik uglevodorodlarning birinchi vakili - benzol - C6H6 tarkibiga ega. Bu modda 1825 yilda M. Faraday tomonidan siqish yoki sovutish paytida hosil bo'lgan suyuqlikda topilgan. ko'mirni quruq distillash jarayonida olinadigan yorug'lik gazi. Keyinchalik, ko'mirni quruq distillashning boshqa mahsulotida - ko'mir smolasida benzol topildi (A. Xoffman, 1845). Bu juda qimmatli modda bo'lib chiqdi va keng qo'llanilishini topdi. Keyin juda ko'p organik birikmalar benzolning hosilalari ekanligi aniqlandi.

Benzolning tuzilishi.

Uzoq vaqt davomida benzolning kimyoviy tabiati va tuzilishi haqidagi savol noaniq bo'lib qoldi. Bu kuchli to'yinmagan birikma kabi ko'rinadi. Axir uning tarkibi C6H6 uglerod va vodorod atomlarining nisbati bo'yicha CnH2n-6 formulasiga to'g'ri keladi, uglerod atomlari soniga mos keladigan geksan esa C6H14 tarkibiga ega va CnH2n+2 formulasiga mos keladi. Biroq, benzol to'yinmagan birikmalarga xos bo'lgan reaktsiyalarni bermaydi; masalan, bromli suv va KMnO4 eritmasini bermaydi; normal sharoitda qo'shilish reaktsiyalariga moyil emas, oksidlanmaydi. Aksincha, katalizatorlar ishtirokida benzol to'yingan uglevodorodlarga, masalan, galogenlarga xos bo'lgan almashtirish reaktsiyalariga kiradi:

C6H6 + Cl2 ® C6H5Cl + HCl

Ammo ma'lum bo'lishicha, ma'lum sharoitlarda benzol qo'shilish reaktsiyalariga ham kirishi mumkin. U erda katalizatorlar ishtirokida 6 vodorod atomini qo'shib vodorodlanadi:

C6H6 + 3H2 ® C6H12

Yorug'lik ta'sirida benzol asta-sekin 6 ta halogen atomini qo'shadi:

C6H6 + 3Cl2 ® C6H6Cl6

Ba'zi boshqa qo'shilish reaktsiyalari ham mumkin, ammo ularning barchasi ochiq maqsadli moddalarda yoki alitsiklik birikmalarda qo'sh bog'lanishga qaraganda bir necha marta kamroq faollik bilan qiyinchilik bilan davom etadi.

Bundan tashqari, C6H5X benzolining monosubstitusiyalangan hosilalari izomerlarga ega emasligi aniqlandi. Bu shuni ko'rsatdiki, barcha vodorod va uning molekulasidagi barcha uglerod atomlari o'z pozitsiyalarida ekvivalentdir, bu ham uzoq vaqt davomida tushuntirish topa olmadi.

Benzolning tuzilishi formulasi birinchi marta 1865 yilda taklif qilingan. Nemis kimyogari Avgust Kekule. U benzoldagi 6 ta uglerod atomi bir-biri bilan almashinadigan bir va qoʻsh bogʻlanish yoʻli bilan bir-biri bilan bogʻlanib, bir sikl hosil qilishini va bundan tashqari, ularning har biri bitta vodorod atomi bilan bogʻlanishini taklif qildi: CH CH CH CH CH CH Kekule qoʻsh bogʻlanishni taklif qildi. benzolda harakatsiz emas; uning so'zlariga ko'ra, ular halqada doimiy ravishda harakat qiladilar (tebranishadi), bu sxema bilan ifodalanishi mumkin: CH (I) CH (II) I va II formulalar, Kekulega ko'ra, CH CH CH CH to'liq ekvivalent va faqat ½½<=>½½ benzol molekulasi birikmasining o'zaro o'tuvchi 2 CH CH CH CH CH CH fazasini ifodalaydi. CH CH

Kekule shunday xulosaga keldiki, agar benzoldagi qoʻsh bogʻlanish holati belgilangan boʻlsa, uning qoʻshni uglerodlardagi oʻrinbosarlari bilan C6H4X2 ikki oʻrinbosar hosilalari bitta va qoʻsh bogʻlanish holatida izomerlar shaklida boʻlishi kerak:

½ (III) ½ (IV)

C C

NS S-X NS S-X

½½½<=>½½½

Kekule formulasi keng tarqaldi. U tetravalent uglerod tushunchasiga mos keladi, benzoldagi vodorod atomlarining ekvivalentligini tushuntiradi. Ikkinchisida olti a'zoli sikl mavjudligi isbotlangan; xususan, gidrogenlashda benzol siklogeksan hosil qilishi, o'z navbatida siklogeksan degidrogenlash orqali benzolga aylanishi bilan tasdiqlanadi.

Biroq, Kekule formulasi sezilarli kamchiliklarga ega. Benzolda uchta qo'sh bog' bor deb faraz qilsak, u nima uchun bu holda benzol qo'shilish reaktsiyalariga deyarli kirmasligini, oksidlovchi moddalar ta'siriga chidamliligini tushuntira olmaydi, ya'ni. to'yinmagan birikmalarning xossalarini ko'rsatmaydi.

Benzolni eng so'nggi usullar yordamida o'rganish shuni ko'rsatadiki, uning molekulasida uglerod atomlari o'rtasida oddiy bitta yoki oddiy qo'sh bog'lar mavjud emas. Masalan, aromatik birikmalarni rentgen nurlari yordamida o‘rganish shuni ko‘rsatdiki, benzoldagi sikl hosil qiluvchi 6 ta uglerod atomi muntazam olti burchakli uchlarida bir tekislikda yotadi va ularning markazlari bir-biridan teng masofada joylashgan bo‘lib, 1,40 ni tashkil qiladi. A. Bu masofalar bir bogʻ bilan bogʻlangan uglerod atomlarining markazlari orasidagi masofalardan (1,54 A) kichikroq va qoʻsh bogʻ bilan bogʻlangan (1,34 A) m dan ortiq. Shunday qilib, benzolda uglerod atomlari maxsus, ekvivalent bog'lar yordamida bog'lanadi, ular aromatik aloqalar deb ataladi. O'z tabiatiga ko'ra, ular qo'sh va bitta bog'lanishdan farq qiladi; ularning mavjudligi benzolning xarakterli xususiyatlarini aniqlaydi. Zamonaviy elektron tushunchalar nuqtai nazaridan aromatik bog'lanishlarning tabiati quyidagicha izohlanadi.

AROMATIK BIRIKMALAR

AROMATIK uglevodorodlar (ARENLAR)

Aromatik uglevodorodlarning tipik vakillari benzol hosilalari, ya'ni. molekulalarida benzol yoki aromatik halqa deb ataladigan oltita uglerod atomidan iborat maxsus siklik guruhi mavjud bo'lgan bunday karbotsiklik birikmalar.

Aromatik uglevodorodlarning umumiy formulasi C n H 2 n -6 dir.

Benzolning tuzilishi

Benzolning tuzilishini o'rganish uchun siz "Benzolning tuzilishi" animatsion filmini tomosha qilishingiz kerak (Ushbu video faqat CD-ROMda mavjud). Ushbu filmga hamroh bo'lgan matn to'liqligicha ushbu kichik bo'limga ko'chirildi va quyida keltirilgan.

"1825-yilda ingliz tadqiqotchisi Maykl Faraday yog'ning termik parchalanishi paytida molekulyar formulasi C 6 H 6 bo'lgan hidli moddani ajratib oldi. Hozir benzol deb ataladigan bu birikma eng oddiy aromatik uglevodoroddir.

1865 yilda nemis olimi Kekule tomonidan taklif qilingan benzolning umumiy strukturaviy formulasi uglerod atomlari oʻrtasida oʻzgaruvchan qoʻsh va bitta bogʻlanishli sikldir:

Biroq, fizikaviy, kimyoviy, shuningdek, kvant-mexanik tadqiqotlar benzol molekulasida oddiy juft va bitta uglerod-uglerod aloqalari yo'qligini aniqladi. Undagi barcha bu bog'lanishlar teng, ekvivalent, ya'ni. go'yo oraliq "bir yarim" bog'lar bo'lib, faqat benzol aromatik yadrosiga xosdir. Bundan tashqari, ma'lum bo'lishicha, benzol molekulasida barcha uglerod va vodorod atomlari bir tekislikda yotadi va uglerod atomlari ular orasidagi bir xil bog'lanish uzunligi 0,139 nm ga teng bo'lgan muntazam olti burchakli burchak uchlarida joylashgan va barcha bog'lanish burchaklari 120 ° dir. Uglerod skeletining bunday joylashishi benzol halqasidagi barcha uglerod atomlarining bir xil elektron zichligiga ega bo'lishi va sp 2 - gibridlanish holatida bo'lishi bilan bog'liq. Bu shuni anglatadiki, har bir uglerod atomida bitta s va ikkita p orbital gibridlangan va bitta p orbital gibrid emas. Uchta gibrid orbital bir-birining ustiga chiqadi: ularning ikkitasi ikkita qo'shni uglerod atomining bir xil orbitallari bilan, uchinchisi esa vodorod atomining s-orbitallari bilan. Tegishli orbitallarning shunga o'xshash qoplanishi benzol halqasining barcha uglerod atomlari uchun kuzatiladi, natijada bir tekislikda joylashgan o'n ikkita s-bog' hosil bo'ladi.

Uglerod atomlarining gibrid bo'lmagan to'rtinchi gantel shaklidagi p-orbitali -bog'larning yo'nalish tekisligiga perpendikulyar joylashgan. U ikkita bir xil ulushdan iborat bo'lib, ulardan biri yuqorida, ikkinchisi esa ko'rsatilgan tekislik ostida joylashgan. Har bir p orbital bitta elektron bilan band. Bitta uglerod atomining p-orbitali qo‘shni uglerod atomining p-orbitali bilan ustma-ust tushadi, bu etilendagi kabi elektronlarning juftlashishiga va qo‘shimcha -bog‘ hosil bo‘lishiga olib keladi. Biroq, benzolda, etilendagi kabi, bir-biriga yopishish faqat ikkita orbital bilan cheklanmaydi: har bir uglerod atomining p-orbitali ikkita qo'shni uglerod atomining p-orbitallari bilan teng ravishda ustma-ust tushadi. Natijada, tori shaklida ikkita uzluksiz elektron bulut hosil bo'ladi, ulardan biri atomlar tekisligining tepasida, ikkinchisi esa pastda yotadi (torus - bu donut yoki qutqaruv buyumi shakliga ega bo'lgan fazoviy figura). Boshqacha qilib aytganda, oltita p-elektron bir-biri bilan o'zaro ta'sirlashib, bitta -elektron bulutini hosil qiladi, bu olti a'zoli tsikl ichidagi doira bilan tasvirlangan:

Nazariy nuqtai nazardan, faqat tekislik tuzilishga ega bo'lgan va yopiq konjugatsiya tizimidagi (4n + 2) -elektronlarni o'z ichiga olgan, bu erda n butun son bo'lgan tsiklik birikmalarni aromatik birikmalar deb atash mumkin. Bu aromatiklik mezonlari sifatida tanilgan Hukkel qoidalari, benzolga toʻliq javob beradi. Uning oltita -elektron soni n=1 uchun Gyukkel soni bo'lib, shu munosabat bilan benzol molekulasining oltita -elektroni aromatik sextet deb ataladi.

10 va 14 -elektronli aromatik tizimlarga misol ko'p yadroli aromatik birikmalar vakillari -
naftalin va
antratsen .

izomerizm

Struktura nazariyasi benzol (C 6 H 6) formulali faqat bitta birikma va faqat bitta eng yaqin gomolog - toluol (C 7 H 8) mavjudligiga imkon beradi. Biroq, keyingi gomologlar allaqachon bir nechta izomerlar sifatida mavjud bo'lishi mumkin. Izomeriya mavjud radikallarning uglerod skeletining izomeriyasi va ularning benzol halqasida o'zaro joylashishi bilan bog'liq. Ikki o'rinbosarning pozitsiyasi prefikslar yordamida ko'rsatiladi: orto- (o-), agar ular qo'shni uglerod atomlarida joylashgan bo'lsa (1, 2- pozitsiyasi), meta- (m-) bitta uglerod atomi (1, 3-) bilan ajratilgan. ) va para- (p-) bir-biriga qarama-qarshi bo'lganlar uchun (1, 4-).

Masalan, dimetilbenzol (ksilen) uchun:

orto-ksilen (1,2-dimetilbenzol)

meta-ksilen (1,3-dimetilbenzol)

para-ksilen (1,4-dimetilbenzol)

Kvitansiya

Aromatik uglevodorodlarni olishning quyidagi usullari ma'lum.

Alkanlarning katalitik degidrotsikllanishi, ya'ni. bir vaqtning o'zida siklizatsiya bilan vodorodni yo'q qilish (B.A. Kazanskiy va A.F. Plitalar usuli). Reaktsiya xrom oksidi kabi katalizator yordamida yuqori haroratda amalga oshiriladi.

Siklogeksan va uning hosilalarini katalitik dehidrogenlash (N.D. Zelinskiy). Katalizator sifatida 300°C da palladiy qora yoki platina ishlatiladi.

Asetilen va uning gomologlarining 600°C da faollashtirilgan uglerod ustida siklik trimerizatsiyasi (N.D. Zelinskiy).

Aromatik kislotalar tuzlarini gidroksidi yoki sodali ohak bilan birlashtirish.

Benzolning galogen hosilalari (Friedel-Krafts reaktsiyasi) yoki olefinlar bilan alkillanishi.

Jismoniy xususiyatlar

Benzol va uning eng yaqin gomologlari o'ziga xos hidli rangsiz suyuqliklardir. Aromatik uglevodorodlar suvdan engilroq va unda erimaydi, ammo ular organik erituvchilarda - spirt, efir, asetonda oson eriydi.

Ba'zi arenalarning fizik xususiyatlari jadvalda keltirilgan.

Jadval. Ayrim arenalarning fizik xossalari

Ism	Formula	t.pl., C	t.bp., C	d4 20
Benzol	C 6 H 6	+5,5	80,1	0,8790
Toluol (metilbenzol)	C 6 H 5 CH 3	-95,0	110,6	0,8669
Etilbenzol	C 6 H 5 C 2 H 5	-95,0	136,2	0,8670
Ksilen (dimetilbenzol)	C 6 H 4 (CH 3) 2
orto-		-25,18	144,41	0,8802
meta-		-47,87	139,10	0,8642
juft-		13,26	138,35	0,8611
Propilbenzol	C 6 H 5 (CH 2) 2 CH 3	-99,0	159,20	0,8610
Kumen (izopropilbenzol)	C 6 H 5 CH(CH 3) 2	-96,0	152,39	0,8618
Stirol (vinilbenzol)	C 6 H 5 CH \u003d CH 2	-30,6	145,2	0,9060

Kimyoviy xossalari

Benzol yadrosi yuqori quvvatga ega, bu aromatik uglevodorodlarning almashtirish reaktsiyalariga moyilligini tushuntiradi. Aromatik uglevodorodlar almashinish reaksiyalariga ham moyil bo'lgan alkanlardan farqli o'laroq, yadrodagi vodorod atomlarining yuqori harakatchanligi bilan ajralib turadi, shuning uchun galogenlanish, nitrlanish, sulfonlanish va boshqalar reaktsiyalari alkanlarga qaraganda ancha yumshoqroq sharoitda boradi.

Benzolda elektrofil almashtirish

Benzol tarkibida to'yinmagan birikma bo'lishiga qaramay, qo'shilish reaktsiyalari unga xos emas. Benzol halqasining tipik reaktsiyalari vodorodni almashtirish reaktsiyalari - aniqrog'i, elektrofil almashtirish reaktsiyalari.

Keling, ushbu turdagi eng xarakterli reaktsiyalarning misollarini ko'rib chiqaylik.

Galogenlash. Benzol galogen (bu holda xlor) bilan reaksiyaga kirishganda yadroning vodorod atomi galogen bilan almashtiriladi.

Cl 2 - AlCl 3  (xlorbenzol) + H 2 O

Galogenlanish reaktsiyalari ko'pincha alyuminiy yoki temir xloridlari bo'lgan katalizator ishtirokida amalga oshiriladi.

Nitrlash. Nitratlash aralashmasi benzolga ta'sir qilganda, vodorod atomi nitroguruh bilan almashtiriladi (nitratlash aralashmasi mos ravishda 1: 2 nisbatda konsentrlangan nitrat va sulfat kislotalarning aralashmasidir).

HNO 3 - H 2 SO 4  (nitrobenzol) + H 2 O

Bu reaktsiyada sulfat kislota katalizator va suvni yo'qotuvchi vosita rolini o'ynaydi.

Sulfonatsiya. Sulfonlanish reaktsiyasi konsentrlangan sulfat kislota yoki oleum bilan amalga oshiriladi (oleum - sulfat angidridning suvsiz sulfat kislotadagi eritmasi). Reaktsiya jarayonida vodorod atomi sulfoguruh bilan almashtiriladi, natijada monosulfonik kislota hosil bo'ladi.

H 2 SO 4 - SO 3  (benzolsulfon kislotasi) + H 2 O

Alkillanish (Fridel-Krafts reaktsiyasi). Benzolga katalizator (alyuminiy xlorid) ishtirokida alkilgalogenidlar bilan ishlov berilganda benzol halqasining vodorod atomi alkil bilan almashtiriladi.

R–Cl - AlCl 3  (R-uglevodorod radikali) + HCl

Shuni ta'kidlash kerakki, alkillanish reaktsiyasi benzol gomologlari - alkilbenzollarni olishning umumiy usuli hisoblanadi.

Misol tariqasida, xlorlash reaksiyasidan foydalanib, benzol qatoridagi elektrofil almashtirish reaksiyasining mexanizmini ko'rib chiqamiz.
Asosiy bosqich - elektrofil zarrachaning hosil bo'lishi. U katalizator ta'sirida galogen molekulasidagi kovalent bog'lanishning geterolitik ajralishi natijasida hosil bo'ladi va xlorid kationidir.

+ AlCl 3  Cl + + AlCl 4 -

Olingan elektrofil zarracha benzol halqasiga hujum qiladi, bu esa beqaror -kompleksning tez shakllanishiga olib keladi, bunda elektrofil zarracha benzol halqasining elektron bulutiga tortiladi.

Boshqacha qilib aytganda, -kompleks elektrofil va aromatik yadroning -elektron buluti o'rtasidagi oddiy elektrostatik o'zaro ta'sirdir.
Keyin -kompleks -kompleksga o'tadi, uning hosil bo'lishi reaksiyaning eng muhim bosqichidir. Elektrofil zarracha -elektron sextetning ikkita elektronini “tutib oladi” va benzol halqasining uglerod atomlaridan biri bilan -bog’ hosil qiladi.

-Kompleks aromatik tuzilishdan mahrum bo'lgan kation bo'lib, to'rtta -elektron beshta uglerod atomi yadrolarining ta'sir doirasida delokalizatsiyalangan (boshqacha aytganda, taqsimlangan). Oltinchi uglerod atomi o'zining elektron qobig'ining gibrid holatini sp 2 - dan sp 3 - ga o'zgartiradi, halqa tekisligini tark etadi va tetraedral simmetriyaga ega bo'ladi. Ikkala o'rinbosar - vodorod va xlor atomlari halqa tekisligiga perpendikulyar tekislikda joylashgan.
Reaksiyaning oxirgi bosqichida proton -kompleksdan ajralib chiqadi va aromatik tizim tiklanadi, chunki aromatik sextetda etishmayotgan elektronlar juftligi benzol yadrosiga qaytadi.

+H+

Ajratilgan proton vodorod xloridni hosil qilish va alyuminiy xloridni qayta tiklash uchun alyuminiy tetraklorid anioniga bog'lanadi.

H + + AlCl 4 -  HCl + AlCl 3

Alyuminiy xloridning bunday qayta tiklanishi tufayli reaktsiyani boshlash uchun uning juda oz (katalitik) miqdori kerak bo'ladi.

Benzolning almashtirish reaksiyalariga moyilligiga qaramay, u og'ir sharoitlarda ham qo'shilish reaktsiyalariga kiradi.

Gidrogenatsiya. Vodorod qo'shilishi faqat katalizatorlar ishtirokida va yuqori haroratda amalga oshiriladi. Benzol gidrogenlanib siklogeksan hosil qiladi, benzol hosilalari siklogeksan hosilalarini beradi.

3H 2 - t , p, Ni  (siklogeksan)

Quyosh nurida, ultrabinafsha nurlanish ta'sirida, benzol xlor va brom qo'shib, geksagalidlarni hosil qiladi, ular qizdirilganda galogen vodorodning uchta molekulasini yo'qotadi va trigalogenbenzollarga olib keladi.

Oksidlanish. Benzol yadrosi oksidlanishga alkanlarga qaraganda ancha chidamli. Oddiy sharoitlarda hatto kaliy permanganat, nitrat kislota, vodorod periks ham benzolga ta'sir qilmaydi. Oksidlovchi moddalarning benzol gomologlariga ta'siri ostida yadroga eng yaqin bo'lgan yon zanjirning uglerod atomi karboksil guruhiga oksidlanadi va aromatik kislota beradi.

2KMnO 4  (benzoy kislotasining kaliy tuzi) + 2MnO 2 + KOH + H 2 O

4KMnO 4  + K 2 CO 3 + 4MnO 2 + 2H 2 O + KOH

Barcha holatlarda, ko'rinib turganidek, yon zanjirning uzunligidan qat'i nazar, benzoy kislotasi hosil bo'ladi.

Agar benzol halqasida bir nechta o'rinbosar bo'lsa, barcha mavjud zanjirlar ketma-ket oksidlanishi mumkin. Bu reaksiya aromatik uglevodorodlarning tuzilishini aniqlash uchun ishlatiladi.

– [ O ]  (tereftalik kislota)

Benzol yadrosida orientatsiya qoidalari

Benzolning o'zi kabi, benzol gomologlari ham elektrofil almashtirish reaktsiyalariga uchraydi. Biroq, bu reaktsiyalarning muhim xususiyati shundaki, yangi o'rnini bosuvchi moddalar benzol halqasiga mavjud o'rinbosarlarga nisbatan ma'lum pozitsiyalarda kiradi. Boshqacha qilib aytganda, benzol yadrosining har bir o'rnini bosuvchisi ma'lum bir yo'naltiruvchi (yoki yo'naltiruvchi) harakatga ega. Benzol yadrosidagi almashinish reaksiyalarining yo`nalishini belgilovchi qonuniyatlar orientatsiya qoidalari deyiladi.

Barcha o'rinbosarlar yo'naltiruvchi ta'sirining xususiyatiga ko'ra ikki guruhga bo'linadi.

Birinchi turdagi o'rinbosarlar (yoki orto-para-orientantlar) elektronlar berishga qodir atomlar yoki atomlar guruhlari (elektron donor). Bularga uglevodorod radikallari, –OH va –NH 2 guruhlari va galogenlar kiradi. Sanab o'tilgan o'rinbosarlar (galogenlardan tashqari) benzol halqasining faolligini oshiradi. Birinchi turdagi o'rinbosarlar yangi o'rinbosarni asosan orto va para pozitsiyalarida yo'naltiradi.

2 + 2H 2 SO 4  (o-toluensulfon kislotasi) + (p-toluensulfon kislotasi) + 2H 2 O

2 + 2Cl 2 - AlCl 3  (o-xlorotoluol) + (p-xlorotoluol) + 2HCl

Oxirgi reaktsiyani hisobga olgan holda shuni ta'kidlash kerakki, katalizatorlar yorug'likda yoki qizdirilganda (ya'ni, alkanlar bilan bir xil sharoitda) yon zanjirga galogen kiritilishi mumkin. Bu holda almashtirish reaktsiyasining mexanizmi radikaldir.

Cl 2 - h   (benzilxlorid) + HCl

Ikkinchi turdagi o'rinbosarlar (meta-yo'naltiruvchi agentlar) benzol yadrosidan elektronlarni tortib olish va qabul qilish qobiliyatiga ega bo'lgan elektronni tortib oluvchi guruhlardir. Bularga quyidagilar kiradi:
–NO 2 , –COOH, –CHO, –COR, –SO 3 H.

Ikkinchi turdagi o'rinbosarlar benzol halqasining faolligini pasaytiradi, ular yangi o'rinbosarni meta pozitsiyasiga yo'naltiradi.

HNO 3 - H 2 SO 4  (m-dinitrobenzol) + H 2 O

HNO 3 - H 2 SO 4  (m-nitrobenzoy kislotasi) + H 2 O

Ilova

Aromatik uglevodorodlar turli xil sintetik materiallar, bo'yoqlar va fiziologik faol moddalar ishlab chiqarish uchun muhim xom ashyo hisoblanadi. Demak, benzol bo'yoqlar, dori-darmonlar, o'simliklarni himoya qilish vositalari va boshqalarni ishlab chiqarish uchun mahsulotdir. Toluol portlovchi moddalar, farmatsevtika mahsulotlari ishlab chiqarishda xom ashyo sifatida, shuningdek, erituvchi sifatida ishlatiladi. Vinilbenzol (stirol) polimer material - polistirol ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.