تفاعلات مشتقات البنزين benzene derivatives reactions

تفاعلات مشتقات البنزين Reaction of benzene derivatives

– تعتمد نواتج تفاعلات مشتقات البنزين على نوع المجموعة المستبدلة على الحلقة حيث تنقسم إلى الأقسام الآتية كما يلي:

• مجموعات منشطة activate

 هي المجموعات التي تجعل الحلقة أكثر فاعلية من البنزين.

• مجموعات مخملة deactivate

هي مجموعات تجعل الحلقة أقل فاعلية من البنزين.

– ولهذه المجموعات تأثير على توجيه الإلكتروفيل كما يلي: –

(1) مجموعات منشطة توجه إلى موقعي أورثو وبارا ortho, para كما يلي:

₂NHCOCH₃, -R, -OH, -OR, -NH

(2) مجموعات مخملة توجه إلى موقعي أورثو وباراortho, para كما يلي:

-X = F, Cl, Br, I

(3) مجموعات مخملة توجه إلى موقع ميتا meta كما يلي:

–SO₃H, -NO₂, -CN, -COR, -CHO, -COOH

الجدول التالي يوضح المجموعات المنشطة والمخملة على حلقة البنزين كما يلي:

أمثلة: توضح أثر المجموعات على توجيه الإلكتروفيل.

 وعند تفاعل Mesityleneمع البروم فأن التفاعل يتم تحت ظروف عادية جداً ومن دون الحاجة إلى حمض لويس بسبب وجود ثلاث مجموعات ميثيل على الحلقة كما يلي:

– نلاحظ في التفاعلين السابقين أنه لم يستخدم حفاز (حمض لويس) وذلك بسبب قوة مجموعتي الهيدروكسيل والأمين.

– وعند أسيلة فريدل – كرافت للمركب m-Xylene فأن مجموعة Acyl لا تستبدل في الموقع أورثو بين مجموعتي المثيل بسبب قوة تنافر فاندر فال بين الإلكتروفيل ومجموعتي المثيل.

(1) نيترة حمض البنزويك Nitration of Benzoic Acid

– عند نيترة حمض البنزويك تتكون ثلاث إيزوميرات حيث تكون مجموعة النيترو في الوضع أورثو وبارا وميتا ortho, para, meta

– ولكن الناتج الأكبر في حالة وجود مجموعة النيترو في الوضع ميتا لذا فمجموعة الكربوكسيل مجموعة مخملة توجه الوضع ميتا.

(2) نيترة الأنيسول Nitration of Anisole

– عند نيترة الانيسول تتكون إيزوميرات حيث تكون مجموعة النيترو في الوضع أورثو وبارا وميتا ortho, para, meta

– ولكن الناتج الأكبر في حالة وجود مجموعة النيترو في الوضع أورثوا وبارا لذا فمجموعة OCH₃ مجموعة منشطة توجه الوضع أورثو وبارا كما يلي:

والآن سوف نجري مجموعة من التحويلات حتى تفهم كيف يتم التوجيه على حلقة البنزين في حالة وجود مجموعات منشطة أو مجموعات مخملة.

أمثلة وتمارين على تفاعلات مشتقات البنزين

كيف تجري التحويلات الآتية؟

(a) Benzoic acid → m-Iodo benzoic acid 

(b) Benzene → m-Nitro phenol 

c) Aniline → 1,3,5-Tribromo benzene

 

 

d) 2-Bromo-4-nitro toluene → 3-Bromo-4-methyl benzoic acid 

ملاحظة هامة: إن أملاح الدايزونيوم مهمة في تحضير العديد من مشتقات البنزين حيث تعتمد على نوع الكاشف المضاف كما يلي:

(3) تفاعلات ذرة الكربون البنزيلية – تفاعلات مشتقات البنزين

(أ) أكسدة ألكيل بنزين Oxidation of alkyl benzene

يمكن أن تؤكسد مجموعة الألكيل في البنزين إلى مجموعة كربوكسيل باستخدام برمنجنات البوتاسيوم في وسط قاعدي كما يلي:

 – في المعادلة الأخيرة لم يحدث تفاعل لأن عملية الأكسدة تتم في ذرة الكربون المرتبطة الحلقة مباشرة Benzylic carbon شرط وجود ذرة هيدروجين بنزيلية وهذا غير متوفر في مجموعة t-butyle

(ب) هلجنة ألكيل بنزين Halogenation of alkyl benzene

 – عند استخدام  NBSفأن التفاعل لا يعطي خليط من نواتج الهلجنة لأن عملية الهلجنة تتم في الموضع البنزيلي benzylic position

(جـ) تفاعل حذف هاليد الهيدروجين

سؤال: كيف تفسر عدم حدوث التفاعل التالي؟

لأن مجموعة النيترو NO₂ مجموعة ساحبة للإلكترونات ومخملة قوية، وكذلك أيون Acylium ion إلكتروفيل ردئ نسبياً

R-C⁺=O ↔ R-C≡O⁺

 موضوعات هامة عن البنزينBenzene  يمكنك أيضا قراءتها على موقعنا كما يلي:

(1) البنزين (تعريفه- خواصه الفيزيائية – اكتشافه ) (Benzene (definition – physical properties – history

(2) تسمية مشتقات البنزين  Nomenclature of benzene derivatives

(3) 10 طرق لتحضير البنزين  Ten Methods of Benzene preparation

(4) تفاعلات البنزين Benzenereaction

(5) تفاعلات مشتقات البنزين Reaction of benzene derivatives