1)Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: метан —А —бензол —Б -- анилин. Укажите названия веществ А и Б. 2) Объясните в свете электронной теории проявление аминами основных свойств. Ответ подтвердите уравнениями реакций
1) Для осуществления превращения метана в бензол и затем анилин, нам понадобятся несколько стадий реакций:
Превращение метана в бензол:
a) Хлорирование метана: метан ((CH_4)) взаимодействует с хлором ((Cl_2)) при ультрафиолетовом освещении, образуя хлорометан ((CH_3Cl)).
[ CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{hv} CH_3Cl + HCl ]
b) Превращение хлорометана в бензол: этот процесс осуществляется через реакцию Вюрца-Фиттига. Сначала нужно провести реакцию с натрием и хлорометаном, чтобы получить гексахлорэтан ((C_2H_6Cl_6)), а затем дегалогенирование до бензола ((C_6H_6)).
[ 3 CH_3Cl + 6 Na \rightarrow C_2H_6Cl_6 + 6 NaCl ]
[ C_2H_6Cl_6 + 3 Zn \rightarrow C_6H_6 + 3 ZnCl_2 ]
Вещество А — бензол ((C_6H_6)).
Превращение бензола в анилин:
a) Нитрование бензола: бензол ((C_6H_6)) взаимодействует с концентрированной азотной кислотой ((HNO_3)) в присутствии концентрированной серной кислоты ((H_2SO_4)) для получения нитробензола ((C_6H_5NO_2)).
[ C_6H_6 + HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} C_6H_5NO_2 + H_2O ]
b) Восстановление нитробензола до анилина: нитробензол ((C_6H_5NO_2)) восстанавливается до анилина ((C_6H_5NH_2)) с использованием водорода ((H_2)) и катализатора, такого как железо или никель.
[ C_6H_5NO_2 + 3 H_2 \xrightarrow{Fe} C_6H_5NH_2 + 2 H_2O ]
Вещество Б — анилин ((C_6H_5NH_2)).
2) Объяснение основных свойств аминов в свете электронной теории:
Амины проявляют основные свойства благодаря наличию неподеленной электронной пары на атоме азота. Эта неподеленная пара может взаимодействовать с протонами ((H^+)), образуя координационную связь, что делает амины нуклеофильными и способными к образованию солей с кислотами. Основные свойства аминов можно объяснить их способностью принимать протоны и образовывать аммониевые ионы.
Пример реакции амина с кислотой:
[ RNH_2 + HCl \rightarrow RNH_3^+Cl^- ]
Здесь (RNH_2) — амин, который взаимодействует с соляной кислотой ((HCl)), образуя аммониевую соль ((RNH_3^+Cl^-)).
Таким образом, основные свойства аминов связаны с наличием неподеленной электронной пары на атоме азота, которая делает их способными к донорству электронов и взаимодействию с кислотами.
1) Уравнения реакций: Метан + хлор + UV-лучи → хлорметан Хлорметан + хлор + UV-лучи → хлорметилен Хлорметилен + аммиак → анилин Вещество А: хлорметан Вещество Б: анилин
2) Амины проявляют основные свойства благодаря наличию свободной пары электронов на азоте. При реакции с кислотами, амины действуют как основания, принимая протон (H+). Например: RNH2 + HCl → RNH3+ Cl-
1) Для превращения метана в бензол и далее в анилин можно использовать следующие реакции:
а) Метан (CH4) претерпевает процесс ароматизации, при котором образуется бензол (C6H6): 3CH4 → C6H6 + 6H2
б) Далее, бензол может претерпеть нитрирование и последующее восстановление для получения анилина (C6H5NH2): C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O C6H5NO2 + 3H2 → C6H5NH2 + 2H2O
Вещество А - бензол (C6H6), вещество Б - анилин (C6H5NH2).
2) Аминовые соединения проявляют основные свойства благодаря наличию азота с лишней парой электронов, которые могут принять протон от кислоты. Это происходит благодаря образованию новой связи N-H, в результате чего образуется ион амина NH3+. Примеры реакций, подтверждающих основные свойства аминов:
а) Реакция амина с кислотой: RNH2 + HCl → RNH3+Cl-
б) Реакция амина с водой: RNH2 + H2O → RNH3+ + OH-
Таким образом, аминовые соединения проявляют основные свойства за счет наличия лишней пары электронов на азоте, которые могут принять протон от кислоты.
