甲苯的取代一定要邻对位吗
苯环上含有甲基,然后再有取代反应的确是在邻对位上的。
不过这个邻对位也只是实验测定后发现大多数情况下取代的位置,也不是说间位就一点没有,只不过比较少而已(例子你可以在大学有机化学教材里找)。
所以大学有机化学里说的都是甲苯的取代是在邻对位,来做记忆和其他推导。
个人觉得不太会.虽然位阻不大,但是甲基是烷基,有斥电子效应,故间位电子云密度较大,而这里的取代反应中,溴和氯都是亲核试剂,因此它们不大可能进攻间位.我也初学有机,答案可能不对,请见谅.
如果不限定含有苯环,那么甲苯有多种同分异构。具体可以分为以下几种情况:
两个双键加一个三键、
两个三键、
一个环结构、一个双键、一个三键
一个环结构、三个双键
两个环结构、2个双键
两个环结构、一个三键
官能团异构加上碳链异构及位置异构,种类非常多。
而甲基是一个特殊的供电子基,它体积小,而且还可以拿出自己的Pz轨道与甲苯的苯环一起形成一个更大的共轭体系!称为P-π共轭,电子云将均匀地分散在这个更大的共轭体系中,2,3位因此磁等价。
这句话的意思是说,甲苯发生取代反应时,只有甲基的邻位和对位上会发生反应,而间位上不发生反应.
常见的邻对位定位基有:甲基,乙基,丙基等烷基,-NH2,
间位定位基有:-Cl,-Br,-OH,-COOH,-NO2等(也就是说苯甲酸和硝基苯发生取代反应时,邻位和对位不发生反应,只有间位反应).
甲苯发生取代反应是亲电反应,电子云密度越高,反应越容易发生,甲苯上甲基具有推电子效应,会使甲基所连得碳上电子云密度偏低,邻位的密度偏高,又因为电子云有传递作用,所以间位的电子云密度低,对位的密度高。
所以甲苯容易在邻位或对位反应。
纯甲苯在气相和液相共存的点是tE点,也就是甲苯的沸点,温度高于tE全是气体,温度低于tE,全是液体。纯苯在相图右面对应的另一点。
108-88-3
分子式:C7H8
分子量:92.14
EINECS号:203-625-9
Mol文件号:108-88-3.mol
甲苯 性质
熔点 :-93 °C (lit.)
沸点 :110-111 °C (lit.)
密度 :0.865 g/mL at 25 °C (lit.)
蒸气密度:3.2 (vs air)
蒸气压:22 mm Hg ( 20 °C)
折射率 :n 1.496(lit.)
闪点 :40 °F
储存条件 : 0-6°C
酸度系数(pKa):40(at 25℃)
形态:Liquid
颜色:Colorless
比重:0.865~0.870(20/20℃)(Ph.Eur.)
气味 (Odor):Aromatic, benzene-like odor detectable at 0.16 to 37 ppm (mean = 1.6 ppm)
相对极性:0.099
爆炸极限值(explosive limit):7%
嗅觉阈值(Odor Threshold):0.33ppm
水溶解性 :0.5 g/L (20 ºC)
Merck :14,9529
BRN :635760
Henry's Law Constant:1.05 at 40 °C, 1.68 at 50 °C, 2.62 at 60 °C, 3.15 at 70 °C, 3.97 at 80 °C (headspace-GC, Vane et al., 2001)
暴露限值:TLV-TWA 100 ppm (~375 mg/m3) (ACGIH, NIOSH, and MSHA), 200 ppm (~750 mg/ m3) OSHAceiling 300 ppm, peak 500 ppm/ 15 min (OSHA)STEL 150 ppm (ACGIH).
LogP:2.73 at 20℃
CAS 数据库:108-88-3(CAS DataBase Reference)
NIST化学物质信息:Toluene(108-88-3)
(IARC)致癌物分类:3 (Vol. 47, 71) 1999
EPA化学物质信息:Toluene (108-88-3)
甲苯 用途与合成方法
概述:
甲苯(分子式:C7H8)系苯的同系物,亦名“甲基苯”、“苯基甲烷”,是一种无色,带特殊芳香味的易挥发液体。 甲苯是芳香族碳氢化合物的一员,在空气中,甲苯只能不完全燃烧,火焰呈黄色。它的很多性质与苯很相像,具有类 似苯的芳香气味,在现今实际应用中常常替代有相当毒性的苯作为有机溶剂使用,它的沸点(常压)110.63℃,熔点 -94.99℃,凝固点为-95℃,密度为0.866克/厘米3。甲苯温度计正是利用了它的凝固点比水很低,可以在高寒地 区使用;而它的沸点又比水的沸点高,可以测110.8℃以下的温度。因此从测温范围来看,它优于水银温度计和酒精 温度计。另外甲苯比较便宜,故甲苯温度计比水银温度计也便宜。甲苯几乎不溶于水(0.52g/l),但可以和二硫化碳 ,酒精,乙醚以任意比例混溶,在氯仿,丙酮和大多数其他常用有机溶剂中也有很好的溶解性。甲苯的粘性为0,6 mPa s,也就是说它的粘稠性弱于水,甲苯的热值为40.940 kJ/kg,闪点为4 ℃,燃点为535 ℃。蒸气和空气形成爆炸 性混合物,爆炸极限1.2~7.0%(体积)。如甲苯溶解溴后,在光照条件下,甲基上的氢原子被溴原子取代(与甲烷 相似)而在铁作催化剂条件下,苯基上的氢原子被溴原子取代(与苯相似);但甲苯分子中存在着甲基和苯基的相互 影响,使得甲苯又具有不同于苯和甲烷的性质,如苯环上的取代反应(卤化、硝化等),甲苯比苯容易进行,甲苯分 子中的甲基可以被酸性高锰酸钾溶液氧化。
甲苯容易发生氯化,生成苯—氯甲烷或苯三氯甲烷,它们都是工业上 很好的溶剂;它可以萃取溴水中的溴,但不能和溴水反应;它还容易硝化,生成对硝基甲苯或邻硝基甲苯,它们都是 染料的原料;一份甲苯和三份硝酸硝化,可得到三硝基甲苯(俗名TNT);它还容易磺化,生成邻甲苯磺酸或对甲苯 磺酸,它们是做染料或制糖精的原料。甲苯的蒸汽与空气混合形成爆炸性物质,因此它可以制造梯恩梯炸药。
发现历程:
1844年甲苯由法国科学家Henri Etienne Sainte-Claire Deville通过对吐鲁香胶的干馏首次制备成功,甲苯的英语 名称toluene也由此而来。1861年,德国化学家约瑟夫·威尔布兰特用甲苯作原料,首次合成了不纯的TNT。1880年, 高纯度TNT也由甲苯制备成功。1891年,德国开发了以甲苯为基础原料的TNT工业制备法,这种方法经过不断改进后至 今仍被使用。
19世纪后期,煤焦化工业大规模发展,由焦化副产中回收大量甲苯。第一、二次世界大战期间,以甲苯为原料的炸药 三硝基甲苯(即梯恩梯)需求量剧增,由石油生产甲苯的工业方法开始发展。1941年,美国亨布尔石油公司建成世界 第一家由石油生产甲苯的工厂。到50年代,甲苯的主要来源已由焦化转变为催化重整和烃类裂解。1982年,石油甲苯 已占总产量的96%以上。近30年来,甲苯以每年10%~13%的速度增产。各国由石油生产甲苯的途径不尽相同,美国 主要来源于催化重整油,西欧和日本等国则主要从裂解汽油中提取。
化学性质:
甲苯的化学性质由于甲基的存在,较苯活泼。能在催化剂作用下发生苯环上的取代反应;无催化剂时,在加热情况下,可发生甲基上的取代,如氯化时,生成氯苄。在催化剂存在下加氢,生成甲基环己烷。在催化剂作用下氧化,生成苯甲酸。容易硝化,可生成邻位、对位,甚至2,4,6-三硝基甲苯。与硫酸反应,生成邻位、对位甲基苯磺酸。在催化剂作用下,能发生歧化反应,生成苯及间二甲苯。
甲苯存在于许多矿物油中,是煤焦油的重要组成,在焦化工业中,由粗苯精制可以得到甲苯,又称焦化甲苯。中国把焦化甲苯按其技术指标分为硝化用甲苯、精甲苯和溶剂用甲苯