1 - Areny

• cyklické aromatické sloučeniny
• vysoké oktanové číslo (>100) ⇒ přidávají se do benzínu
• zvláštní uspořádání vazeb
  • ve vzorci se zapisuje buď střídavě jednoduchá a dvojná vazba nebo kolečko
• u všech arenů je delokalizaci pí e = e jsou rozmístěny rovnoměrně po celém cyklu

  ⇒ zaniká charakter násobných vazeb, vytváří se molekula s nižším obsahem E, než by měla molekula s lokalizovanými pí vazbami

  • delokalizační E = rozdíl E struktury s lokalizovanými dvojnými vazbami a skutečnou E sloučeniny
• podmínky aromaticity {Hückel}
  1. molekula musí být rovinná a musí obsahovat minimálně jeden cyklus (min 1 benzen)
  2. počet delokalizovaných e = 4n + 2 ⇒ n = 0 nebo celé kladné číslo
  3. posunem pí e po cyklu, tak musí být možné odvodit alespoň 2 rezonanční struktury
  4. mají velkou delokalizační E ⇒ jsou vysoce stabilní
• struktura benzenu
  • molekula je rovinná
  • hybridizace C = sp²
  • pí e vytváří 2 kruhovité oblaky nad a pod rovinou molekuly
• ropa, černouhelný dehet ⇒ destilace ⇒ antracenový, naftalenový; lehký, těžký olej

Příprava

1. Wurtz-Fittingova = reakce 2 molekul halogenuhlovodíků (alespoň jedna z nich musí mít halogen vázaný na benzenové jádro) se sodíkem
   • triv. kumen, syst. isopropyl-benzen
2. Friedel-Craftsova = alkylace (arylace) aremů v přítomnosti AlCl[3] jako katalyzátoru
   • alkylace = reakce, při níž se na aromatické jádro váže alkyl (zbytek od alkenů)
   • alkylační činidlo – halogenuhlovodík, alkohol nebo alken, arylační činidlo halogenaren – jedná se o S[e]
   • katalyzátor Lewisovy kyseliny

• dekarboxylace = odštěpení CO[2]
• dehydrogenace =

Fyzikální vlastnosti

• charakteristický zápach ⇒ aromatické
• benzen a ~ od něj odvozené jsou kapalné
• vícejáderné ~ jsou pevné látky
• nepolární vazby
• jedovaté, zdraví škodlivé, hořlavé (1. třída), karcinogenní

Reakce

1. na bočním řetězci
   1. radikálové substituce = S[r]
      1. halogenace [benzen + Cl[2] -{AlCl[3], – HCl} → benzen-Cl]
      2. oxidace kumenů ⇒ aceton + fenol
   2. adiční reakce = A[e]

      I. elektrofylní adice = DÚ

2. na jádře
   1. elektrofilní substituce S[e]
      • obecný mechanismus
        1. elektrofilní částice reaguje s pí e aromatického systému ⇒ pí komplex
        2. přesmyk pí komplexů na sigma komplex ⇒ jádro ztrácí aromatický charakter
        3. odštěpení H⁺ z jádra a obnoví se aromatický charakter, místo H⁺ se naváže elektrofylní částice
      1. nitrace = zavedení NO[2] skupiny na benzenové jádro [benzen + HNO[3] -{H[2]SO[4], -H[2]O} → benzen-NO[2]]
      2. sulfonace = zavedení skupiny SO[3]H
         • činidlo konc. H[2]SO[4], SO[3] nebo oleum
         • benzen + 2 H[2]SO[4] -> – H[2]O → kyselina

      III.Chlorace
      - činidlo Cl, Br, I
      - katalyzátor Lewisovy kyseliny [chlorid hlinitý, železitý] ⇒ polární špěpení vazby mezi činidlem

      IV. Friedel-Craftsova alkylace = vnesení alkylů, alkenylů nebo cykloalkylů na arom. systém

      V. Friedel-Craftsovy acylace = zacedení acylů na aromatický systém
      - acyl = zbytek od karboxylové kyseliny
      - acylační činidla = poskytuje acyl [acylhalogenidy, anhydridy karboxylových kyselin]

      • vliv substituentů
        1. třída – způsobuje +I (M) efekt, zvyšuje e hustotu v polohách 2, 4, 6 [halogeny, skupina OH, NH[2]]
        2. třída – způsobuje -I (M) efekt, přitahuje e z jádra a snižuje tak e hustotu jádra jako celku
      • orientace na naftalenu
        • nižsí t ⇒ poloha 1
        • vyšší t ⇒ poloha 2

      VI. adice
      - probíhají těžko
      - areny jsou stabilní
      - za přítomnosti katalyzátoru nebo UV záření
      - probíhají radikálově
      1. hydrogenace = adice H
      - benzen + 3H[2] ->{Ramey Ni}->…
      2 chlorace = adice Cl

      VII.oxidace
      * karboxylových sloučenin (skupina COOH)
      - oxidační činidlo manganistan draselný