बेंजीन. रासायनिक गुण

बेंजीन रिंग की भागीदारी के साथ सुगंधित यौगिक जिन विभिन्न प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते हैं, उनमें से ऊपर चर्चा की गई प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं सबसे पहले ध्यान आकर्षित करती हैं। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि वे उम्मीदों के विपरीत आगे बढ़ते हैं। अंतर्निहित असंतृप्ति की डिग्री के साथ, उदाहरण के लिए, बेंजीन में, अतिरिक्त प्रतिक्रियाएं इस हाइड्रोकार्बन की अधिक विशेषता होनी चाहिए थीं। कुछ शर्तों के तहत, ऐसा होता है, बेंजीन और अन्य एरेन्स हाइड्रोजन परमाणु, हैलोजन, ओजोन और अन्य अभिकर्मक जोड़ सकते हैं।

11.5.5. हाइड्रोजनीकरण.हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक (प्लैटिनम, पैलेडियम, निकल) की उपस्थिति में, बेंजीन और इसके समरूप हाइड्रोजन जोड़ते हैं और संबंधित साइक्लोहेक्सेन में बदल जाते हैं। तो, बेंजीन को निकेल उत्प्रेरक पर 100-200 0 C और 105 atm पर हाइड्रोजनीकृत किया जाता है।

ऐल्कीनों की तुलना में एरेन्स के हाइड्रोजनीकरण में दो विशिष्टताएँ होती हैं। पहले तो, एरेन्स प्रतिक्रियाशीलता में एल्केन्स से काफी कमतर हैं. बेंजीन के हाइड्रोजनीकरण की स्थितियों की तुलना के लिए, हम बताते हैं कि साइक्लोहेक्सिन पहले से ही 25 0 C और 1.4 एटीएम के दबाव पर साइक्लोहेक्सेन में हाइड्रोजनीकृत हो जाता है। दूसरे, बेंजीन या तो नहीं जोड़ता है, या एक साथ तीन हाइड्रोजन अणु जोड़ता है. बेंजीन के हाइड्रोजनीकरण द्वारा साइक्लोहेक्सिन या साइक्लोहेक्साडीन जैसे आंशिक हाइड्रोजनीकरण उत्पाद प्राप्त करना संभव नहीं है।

हाइड्रोजनीकरण के दौरान ये विशेषताएं, बेंजीन रिंग में अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं का एक विशेष मामला, बेंजीन की संरचना के कारण होती हैं। साइक्लोहेक्सेन में परिवर्तित होने पर, बेंजीन एक सुगंधित प्रणाली बनना बंद कर देता है। साइक्लोहेक्सेन में 150.73 kJ अधिक ऊर्जा (अनुनाद ऊर्जा) होती है और यह बेंजीन की तुलना में कम स्थिर है। यह स्पष्ट है कि बेंजीन इस थर्मोडायनामिक रूप से कम स्थिर अवस्था में जाने के लिए इच्छुक नहीं है। यह एल्कीन की तुलना में हाइड्रोजन के संबंध में बेंजीन की कम प्रतिक्रियाशीलता की व्याख्या करता है। सहभागिता से ही सुगंध तंत्र तक पहुंच संभव है आर-बेंज़ीन रिंग के एकल इलेक्ट्रॉन बादल के इलेक्ट्रॉन। जब अतिरिक्त प्रक्रिया शुरू होती है, तो सिस्टम सुगंधित होना बंद कर देता है और ऊर्जा से भरपूर और अत्यधिक प्रतिक्रियाशील कण प्राप्त होता है, जिसके मूल एरीन की तुलना में अतिरिक्त प्रतिक्रिया में प्रवेश करने की अधिक संभावना होती है।

11.5.6. हैलोजनीकरण।बेंजीन के साथ हैलोजन की अन्योन्यक्रिया का परिणाम प्रायोगिक स्थितियों पर निर्भर करता है। उत्प्रेरक हैलोजनीकरण से प्रतिस्थापन उत्पादों का निर्माण होता है। यह पता चला कि पराबैंगनी प्रकाश एरेन्स के बेंजीन नाभिक में हैलोजन परमाणुओं को जोड़ने की शुरुआत करता है। प्रकाश में बेंजीन स्वयं 6 क्लोरीन परमाणुओं को जोड़ता है और हेसाक्लोरोसाइक्लोहेक्सेन में बदल जाता है, जो 9 स्थानिक आइसोमर्स का मिश्रण है

इन आइसोमरों में से एक, जिसमें 3 क्लोरीन अक्षीय बंधों द्वारा व्याप्त है, और अन्य 3 - भूमध्यरेखीय बंधों (γ-आइसोमर, हेक्साक्लोरेन) द्वारा, एक प्रभावी कीटनाशक, हानिकारक कीड़ों को नियंत्रित करने का एक साधन बन गया है। हेक्साक्लोरेन जीवमंडल में बहुत स्थिर साबित हुआ और गर्म रक्त वाले जानवरों के वसा ऊतक में जमा होने में सक्षम है, और इसलिए वर्तमान में इसका उपयोग नहीं किया जाता है।

अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं में हैलोजन के संबंध में इसकी प्रतिक्रियाशीलता के संदर्भ में, बेंजीन एल्केन्स से काफी कम है। उदाहरण के लिए, कार्बन टेट्राक्लोराइड में क्लोरीन और ब्रोमीन, कमरे के तापमान पर अंधेरे में भी, साइक्लोहेक्सिन में मिलाए जाते हैं। इन परिस्थितियों में बेंजीन प्रतिक्रिया नहीं करता है। ऐसा केवल पराबैंगनी प्रकाश में ही होता है।

11.5.7. ओजोनेशन।ओजोनेशन एक और उदाहरण है जो दिखाता है कि बेंजीन, एक असंतृप्त यौगिक के रूप में, एक अतिरिक्त प्रतिक्रिया में प्रवेश कर सकता है। बेंजीन का ओजोनेशन और ट्रायोज़ोनाइड हाइड्रोलिसिस उत्पादों का अध्ययन 1904 में ही किया गया था ( हैरीज़)

ओजोनेशन से दिलचस्प परिणाम प्राप्त हुए हे-ज़ाइलीन (1941, विबो). तथ्य यह है कि ओजोनेशन उत्पादों की संरचना बेंजीन रिंग में दोहरे बंधन की स्थिति पर निर्भर करती है। मिथाइल प्रतिस्थापन वाले बेंजीन रिंग के कार्बन के बीच दोहरे बंधन वाली संरचना 1, ओजोनेशन और ओजोनाइड के हाइड्रोलिसिस पर, मिथाइलग्लॉक्सल के 2 अणु और ग्लाइऑक्सल का एक अणु देगी।

वैकल्पिक संरचना द्वितीयके लिए हे-ज़ाइलीन को 2 ग्लाइऑक्सल अणु और एक डायएसिटाइल अणु बनाना होगा

बेंजीन की चक्रीय संरचना सबसे पहले एफ.ए. द्वारा प्रस्तावित की गई थी। 1865 में केकुले

फ्रेडरिक ऑगस्ट केकुले वॉन स्ट्रैडोनित्ज़ 19वीं सदी के एक उत्कृष्ट जर्मन रसायनज्ञ थे। 1854 में, उन्होंने सल्फर युक्त पहले कार्बनिक यौगिक - थायोएसिटिक एसिड (थियोएथेनोइक एसिड) की खोज की। इसके अलावा, उन्होंने डायज़ो यौगिकों की संरचना की स्थापना की। हालाँकि, रसायन विज्ञान के विकास में उनका सबसे प्रसिद्ध योगदान बेंजीन की संरचना की स्थापना (1866) है। केकुले ने दिखाया कि बेंजीन के दोहरे बंधन रिंग के चारों ओर घूमते हैं (यह विचार पहली बार उनके मन में सपने में आया था)। बाद में उन्होंने दिखाया कि दो संभावित दोहरे बंधन व्यवस्थाएं समान हैं और बेंजीन रिंग दो संरचनाओं के बीच एक संकर है। इस प्रकार, उन्होंने अनुनाद (मेसोमेरिज्म) की अवधारणा का अनुमान लगाया, जो 1930 के दशक की शुरुआत में रासायनिक बंधन के सिद्धांत में दिखाई दिया।

यदि बेंजीन की वास्तव में ऐसी संरचना होती, तो इसके 1,2-विस्थापित डेरिवेटिव में प्रत्येक में दो आइसोमर्स होने चाहिए। उदाहरण के लिए,

हालाँकि, 1,2-विस्थापित बेंजीन में से कोई भी दो आइसोमर्स को अलग नहीं कर सकता है।

इसलिए, केकुले ने बाद में सुझाव दिया कि बेंजीन अणु दो संरचनाओं के रूप में मौजूद है जो तेजी से एक दूसरे में गुजरती हैं:

ध्यान दें कि बेंजीन अणुओं और उनके डेरिवेटिव के ऐसे योजनाबद्ध निरूपण आमतौर पर बेंजीन रिंग के कार्बन परमाणुओं से जुड़े हाइड्रोजन परमाणुओं को इंगित नहीं करते हैं।

आधुनिक रसायन विज्ञान में, बेंजीन अणु को इन दो सीमित गुंजयमान रूपों का एक गुंजयमान संकर माना जाता है (धारा 2.1 देखें)। बेंजीन अणु का एक अन्य विवरण इसके आणविक कक्षाओं पर विचार पर आधारित है। सेकंड में. 3.1, यह संकेत दिया गया था कि -बॉन्डिंग ऑर्बिटल्स में स्थित -इलेक्ट्रॉन बेंजीन रिंग के सभी कार्बन परमाणुओं के बीच डेलोकलाइज़ होते हैं और एक -इलेक्ट्रॉन क्लाउड बनाते हैं। इस प्रतिनिधित्व के अनुसार, बेंजीन अणु को पारंपरिक रूप से निम्नानुसार चित्रित किया जा सकता है:

प्रायोगिक डेटा बेंजीन में ऐसी ही एक संरचना की उपस्थिति की पुष्टि करते हैं। यदि बेंजीन में वह संरचना होती जो केकुले ने मूल रूप से प्रस्तावित की थी, तीन संयुग्मित दोहरे बंधनों के साथ, तो बेंजीन को एल्केन्स की तरह अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करना होगा। हालाँकि, जैसा कि ऊपर बताया गया है, बेंजीन अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं में प्रवेश नहीं करता है। इसके अलावा, बेंजीन तीन अलग-अलग दोहरे बंधनों की तुलना में अधिक स्थिर है। सेकंड में. 5.3 यह संकेत दिया गया था कि साइक्लोहेक्सेन के निर्माण के साथ बेंजीन के हाइड्रोजनीकरण की एन्थैल्पी का नकारात्मक मूल्य बड़ा है

तालिका 18.3. विभिन्न कार्बन-कार्बन बंधों की लंबाई

चावल। 18.6. बेंजीन अणु की ज्यामितीय संरचना.

साइक्लोहेक्सिन के हाइड्रोजनीकरण की एन्थैल्पी से तीन गुना अधिक मूल्य। इन मूल्यों के बीच के अंतर को आमतौर पर डेलोकलाइज़ेशन एन्थैल्पी, अनुनाद ऊर्जा या बेंजीन स्थिरीकरण ऊर्जा कहा जाता है।

बेंजीन रिंग में सभी कार्बन-कार्बन बांड की लंबाई समान होती है, जो अल्केन्स में सी-सी बांड की लंबाई से कम है, लेकिन एल्केन्स में सी = सी बांड की लंबाई से अधिक है (तालिका 18.3)। यह पुष्टि करता है कि बेंजीन में कार्बन-कार्बन बांड एकल और दोहरे बांड के बीच एक संकर हैं।

बेंजीन अणु की एक सपाट संरचना होती है, जिसे चित्र में दिखाया गया है। 18.6.

भौतिक गुण

सामान्य परिस्थितियों में, बेंजीन एक रंगहीन तरल है जो 5.5°C पर जम जाता है और 80°C पर उबल जाता है। इसमें एक विशिष्ट सुखद गंध है, लेकिन, जैसा कि ऊपर बताया गया है, यह अत्यधिक विषैला होता है। बेंजीन पानी के साथ अमिश्रणीय है, और बेंजीन प्रणाली में, पानी दो परतों के शीर्ष पर बनता है। हालाँकि, यह गैर-ध्रुवीय कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशील है और स्वयं अन्य कार्बनिक यौगिकों के लिए एक अच्छा विलायक है।

रासायनिक गुण

यद्यपि बेंजीन कुछ अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है (नीचे देखें), यह उनमें एल्कीन की विशिष्ट प्रतिक्रियाशीलता प्रदर्शित नहीं करता है। उदाहरण के लिए, यह ब्रोमीन जल या α-आयन घोल का रंग ख़राब नहीं करता है। इसके अलावा, बेंजीन

हाइड्रोक्लोरिक या सल्फ्यूरिक एसिड जैसे मजबूत एसिड के साथ अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है।

साथ ही, बेंजीन कई इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है। सुगंधित यौगिक इस प्रकार की प्रतिक्रियाओं के उत्पाद हैं, क्योंकि इन प्रतिक्रियाओं में बेंजीन की डेलोकलाइज्ड-इलेक्ट्रॉन प्रणाली संरक्षित रहती है। किसी इलेक्ट्रोफाइल द्वारा बेंजीन रिंग पर हाइड्रोजन परमाणु के प्रतिस्थापन की सामान्य क्रियाविधि का वर्णन भाग में किया गया है। 17.3. बेंजीन के इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन के उदाहरण इसके नाइट्रेशन, हैलोजनेशन, सल्फोनेशन और फ्रीडेल-क्राफ्ट्स प्रतिक्रियाएं हैं।

नाइट्रेशन. बेंजीन को सांद्र नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक एसिड के मिश्रण से उपचारित करके नाइट्रेट किया जा सकता है (इसमें एक समूह शामिल किया जा सकता है):

nitrobenzene

इस प्रतिक्रिया की शर्तों और इसके तंत्र का वर्णन अनुभाग में किया गया है। 17.3.

नाइट्रोबेंजीन एक हल्का पीला तरल है जिसमें विशिष्ट बादाम की गंध होती है। बेंजीन के नाइट्रेशन के दौरान, नाइट्रोबेंजीन के अलावा, 1,3-डाइनिट्रोबेंजीन के क्रिस्टल भी बनते हैं, जो निम्नलिखित प्रतिक्रिया का उत्पाद है:

हैलोजनीकरण। यदि आप अंधेरे में बेंजीन को क्लोरीन या ब्रोमीन के साथ मिलाते हैं, तो कोई विकिरण नहीं होगा। हालाँकि, लुईस एसिड के गुणों वाले उत्प्रेरक की उपस्थिति में, ऐसे मिश्रण में इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं होती हैं। इन प्रतिक्रियाओं के लिए विशिष्ट उत्प्रेरक आयरन (III) ब्रोमाइड और एल्यूमीनियम क्लोराइड हैं। इन उत्प्रेरकों की क्रिया यह है कि वे हैलोजन अणुओं में ध्रुवीकरण पैदा करते हैं, जो फिर उत्प्रेरक के साथ एक कॉम्प्लेक्स बनाते हैं:

हालाँकि इस बात का कोई प्रत्यक्ष प्रमाण नहीं है कि इस मामले में मुक्त आयन बनते हैं। आयन वाहक के रूप में आयरन (III) ब्रोमाइड का उपयोग करके बेंजीन ब्रोमिनेशन के तंत्र को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

सल्फोनेशन। बेंजीन को इसके मिश्रण को कई घंटों तक सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड के साथ रिफ्लक्स करके सल्फोनेट किया जा सकता है (इसमें हाइड्रोजन परमाणु को सल्फो समूह के साथ प्रतिस्थापित करना)। इसके बजाय, बेंजीन को फ्यूमिंग सल्फ्यूरिक एसिड के साथ मिलाकर धीरे से गर्म किया जा सकता है। फ्यूमिंग सल्फ्यूरिक एसिड में सल्फर ट्राइऑक्साइड होता है। इस प्रतिक्रिया के तंत्र को योजना द्वारा दर्शाया जा सकता है

फ़्रीडेल-शिल्प प्रतिक्रियाएँ। फ़्रीडेल-क्राफ्ट्स प्रतिक्रियाओं को मूल रूप से निर्जल एल्यूमीनियम क्लोराइड उत्प्रेरक की उपस्थिति में सुगंधित यौगिकों और एल्काइल हेलाइड्स के बीच संक्षेपण प्रतिक्रियाएं कहा जाता था।

संघनन अभिक्रियाओं में, अभिकारकों के दो अणु (या एक अभिकारक) आपस में जुड़कर एक नए यौगिक का अणु बनाते हैं, जबकि कुछ सरल यौगिक, जैसे पानी या हाइड्रोजन क्लोराइड, का एक अणु उनसे अलग हो जाता है (समाप्त हो जाता है)।

वर्तमान में, फ़्रीडेल-क्राफ्ट्स प्रतिक्रिया एक सुगंधित यौगिक का कोई इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन है जिसमें एक सकारात्मक चार्ज कार्बन परमाणु के साथ एक कार्बोकेशन या अत्यधिक ध्रुवीकृत कॉम्प्लेक्स एक इलेक्ट्रोफाइल की भूमिका निभाता है। इलेक्ट्रोफिलिक एजेंट आमतौर पर कार्बोक्जिलिक एसिड का एल्काइल हैलाइड या क्लोराइड होता है, हालांकि यह, उदाहरण के लिए, एल्केन या अल्कोहल भी हो सकता है। निर्जल एल्यूमीनियम क्लोराइड आमतौर पर इन प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है। फ़्रीडेल-क्राफ्ट्स प्रतिक्रियाओं को आमतौर पर दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: एल्केलाइज़ेशन और एसाइलेशन।

क्षारीकरण। इस प्रकार की फ़्रीडेल-क्राफ्ट्स प्रतिक्रियाओं में, बेंजीन रिंग में एक या अधिक हाइड्रोजन परमाणुओं को एल्काइल समूहों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। उदाहरण के लिए, जब बेंजीन और क्लोरोमेथेन के मिश्रण को निर्जल एल्यूमीनियम क्लोराइड की उपस्थिति में सावधानी से गर्म किया जाता है, तो मिथाइलबेन्जीन बनता है। इस प्रतिक्रिया में क्लोरोमेथेन एक इलेक्ट्रोफिलिक एजेंट की भूमिका निभाता है। यह एल्यूमीनियम क्लोराइड द्वारा उसी तरह ध्रुवीकृत होता है जैसे हैलोजन अणुओं के साथ होता है:

विचाराधीन प्रतिक्रिया के तंत्र को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बेंजीन और क्लोरोमेथेन के बीच इस संघनन प्रतिक्रिया में, एक हाइड्रोजन क्लोराइड अणु विभाजित हो जाता है। हम यह भी ध्यान देते हैं कि मुक्त आयन के रूप में धातु कार्बोकेशन का वास्तविक अस्तित्व संदिग्ध है।

उत्प्रेरक - निर्जल एल्यूमीनियम क्लोराइड की उपस्थिति में क्लोरोमेथेन के साथ बेंजीन का क्षारीकरण मिथाइलबेनज़ीन के निर्माण के साथ समाप्त नहीं होता है। इस प्रतिक्रिया में, बेंजीन रिंग का आगे क्षारीकरण होता है, जिससे 1,2-डाइमिथाइलबेन्जीन का निर्माण होता है:

एसाइलेशन। इस प्रकार की फ़्रीडेल-क्राफ्ट्स प्रतिक्रियाओं में, बेंजीन रिंग में एक हाइड्रोजन परमाणु को एक एसाइल समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक सुगंधित कीटोन बनता है।

एसाइल समूह का सामान्य सूत्र है

एक एसाइल यौगिक का व्यवस्थित नाम संबंधित कार्बोक्जिलिक एसिड के नाम में प्रत्यय और अंत -ओवा को प्रतिस्थापित करके बनाया जाता है, जिसमें से दिया गया एसाइल यौगिक एक व्युत्पन्न है, प्रत्यय - (ओ) वाईएल के साथ। उदाहरण के लिए

निर्जल एल्यूमीनियम क्लोराइड उत्प्रेरक की उपस्थिति में कार्बोक्जिलिक एसिड के क्लोराइड या एनहाइड्राइड का उपयोग करके बेंजीन का एसाइलेशन किया जाता है। उदाहरण के लिए

यह प्रतिक्रिया एक संघनन है जिसमें हाइड्रोजन क्लोराइड अणु का निष्कासन होता है। यह भी ध्यान दें कि "फिनाइल" नाम का प्रयोग अक्सर उन यौगिकों में बेंजीन रिंग को दर्शाने के लिए किया जाता है जहां बेंजीन मुख्य समूह नहीं है:

अतिरिक्त प्रतिक्रियाएँ. यद्यपि बेंजीन इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं की सबसे विशेषता है, यह कुछ अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं में भी प्रवेश करता है। हम उनमें से एक से पहले ही मिल चुके हैं। हम बेंजीन के हाइड्रोजनीकरण के बारे में बात कर रहे हैं (धारा 5.3 देखें)। जब बेंजीन और हाइड्रोजन के मिश्रण को 150-160 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर बारीक पिसे हुए निकल उत्प्रेरक की सतह पर पारित किया जाता है, तो प्रतिक्रियाओं का एक पूरा क्रम उत्पन्न होता है, जो साइक्लोहेक्सेन के निर्माण के साथ समाप्त होता है। इस प्रतिक्रिया के लिए समग्र स्टोइकोमेट्रिक समीकरण को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

पराबैंगनी विकिरण या सीधी धूप के प्रभाव में, बेंजीन क्लोरीन के साथ भी प्रतिक्रिया करता है। यह प्रतिक्रिया एक जटिल कट्टरपंथी तंत्र द्वारा की जाती है। इसका अंतिम उत्पाद 1,2,3,4,5,6-हेक्साक्लोरोसाइक्लोहेक्सेन है:

पराबैंगनी विकिरण या सूर्य के प्रकाश की क्रिया के तहत बेंजीन और ब्रोमीन के बीच एक समान प्रतिक्रिया होती है।

ऑक्सीकरण. अन्य सुगंधित यौगिकों में बेंजीन और बेंजीन रिंग आमतौर पर पोटेशियम परमैंगनेट के अम्लीय या क्षारीय घोल जैसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों द्वारा भी ऑक्सीकरण के प्रति प्रतिरोधी होते हैं। हालाँकि, बेंजीन और अन्य सुगंधित पदार्थ हवा या ऑक्सीजन में जलकर बहुत धुँआदार लौ बनाते हैं, जो उच्च सापेक्ष कार्बन सामग्री वाले हाइड्रोकार्बन के लिए विशिष्ट है।

बेंजीन नाभिक काफी स्थिर होता है। इसमें दोहरे बंधन टूटने के स्थान पर अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं की तुलना में बेंजीन रिंग के हाइड्रोजन परमाणुओं की प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं की अधिक संभावना है। इस अभिव्यक्ति में, इसका "सुगंधित चरित्र"।

प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएँ

सबसे विशिष्ट इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं हैं: नाइट्रेशन, सल्फोनेशन, एल्किलेशन (एसाइलेशन), हैलोजनेशन (बेंजीन होमोलॉग्स का हैलोजनेशन एक कट्टरपंथी तंत्र द्वारा भी आगे बढ़ सकता है।

1. नाइट्रट करना- नाइट्रो समूह के साथ बेंजीन रिंग के हाइड्रोजन का प्रतिस्थापन - तथाकथित नाइट्रेटिंग मिश्रण के साथ किया जाता है - केंद्रित नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक एसिड का मिश्रण। सक्रिय एजेंट नाइट्रोनियम धनायन N0 2 + है:

नहीं - N0 2 + 2H 2 S0 4 →N0 2 + + 2HS0 4 - + H 3 0

नाइट्रोनियम धनायन हाइड्रोनियम धनायन

नाइट्रेशन का तंत्र (साथ ही सभी प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं) इस प्रकार है:

प्रतिक्रिया मिश्रण में पानी की उपस्थिति प्रतिक्रिया के दौरान हस्तक्षेप करती है, क्योंकि इस प्रक्रिया में पानी शामिल होता है, जो नाइट्रोनियम धनायन के निर्माण के विपरीत होता है। इसलिए, प्रतिक्रिया में छोड़े गए पानी को बांधने के लिए सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड की अधिकता ली जाती है।

बेंजीन रिंग के हाइड्रोजन प्रतिस्थापन के नियम।यदि बेंजीन नाभिक में कोई हाइड्रोजन प्रतिस्थापन है, तो इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में यह एक ओरिएंटेंट की भूमिका निभाता है - प्रतिक्रिया मुख्य रूप से प्रतिस्थापन (पहली तरह का ओरिएंट) या मेटा स्थितियों के संबंध में ऑर्थो और पैरा स्थितियों में आगे बढ़ती है (दूसरे प्रकार का प्राच्य) .

प्रथम प्रकार के पदार्थहमलावर इलेक्ट्रोफाइल को स्वयं के संबंध में ऑर्थो और पैरा स्थितियों की ओर निर्देशित करें। हम उन्हें उन्मुखीकरण बल (इलेक्ट्रोडोनर प्रभाव) के अवरोही क्रम में प्रस्तुत करते हैं:

II प्रकार के पदार्थ हमलावर इलेक्ट्रोफाइल को स्वयं के संबंध में मेटा-पोजीशन में निर्देशित करते हैं। हम उन्हें उन्मुखीकरण बल के अवरोही क्रम में भी देते हैं:

उदाहरण के लिए, -OH एक समूह है - पहली तरह का ओरिएंटेंट:

59. निम्नलिखित यौगिकों की नाइट्रेशन प्रतिक्रियाओं का समीकरण और तंत्र लिखें: ए) बेंजीन; बी) टोल्यूनि; ग) क्लोरोबेंजीन; घ) नाइट्रोबेंजीन; ई) सल्फोबेंजीन; ई) फिनाइल साइनाइड; छ) मेथॉक्सीबेंजीन; ज) अमीनोबेंजीन।

पहले प्रकार के पदार्थ इलेक्ट्रॉन-दान करने वाले होते हैं, वे बेंजीन नाभिक के इलेक्ट्रॉन बादल के घनत्व को बढ़ाते हैं, विशेष रूप से ऑर्थो- और पैरा-स्थितियों में, और इस प्रकार इलेक्ट्रोफाइल पर हमला करने के लिए बेंजीन नाभिक को सक्रिय करते हैं। हालाँकि, σ-कॉम्प्लेक्स (III) को आयन के जुड़ने से नहीं, बल्कि हाइड्रोजन धनायन (बेंजीन नाभिक के एकल π-इलेक्ट्रॉन बादल के निर्माण के दौरान जारी ऊर्जा, 36.6 kcal/mol) के उन्मूलन द्वारा स्थिर किया जाता है। ):

दूसरे प्रकार के पदार्थ इलेक्ट्रॉन खींचने वाले होते हैं, वे इलेक्ट्रॉन बादल के एक हिस्से को खींचते प्रतीत होते हैं, जिससे बेंजीन नाभिक के इलेक्ट्रॉन बादल का घनत्व कम हो जाता है, विशेष रूप से स्वयं के संबंध में ऑर्थो और पैरा स्थितियों में। प्रकार II प्रतिस्थापन आमतौर पर इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में बाधा डालते हैं। लेकिन दूसरे प्रकार के प्रतिस्थापन के संबंध में मेटा-स्थितियों में, बादल का घनत्व दूसरों की तुलना में कुछ अधिक है। इसलिए, दूसरे प्रकार के प्रतिस्थापनों के मामले में इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं मेटा स्थितियों में जाती हैं:

ऊपर वर्णित नियमों में कानून का चरित्र नहीं है। यह लगभग हमेशा प्रतिक्रिया की मुख्य दिशा के बारे में ही होता है। उदाहरण के लिए, टोल्यूनि के नाइट्रेशन के दौरान, 62% ऑर्थो-, 33.5% पैरा- और 4.5% मेटा-नाइट्रोटोल्यूनि बनते हैं।

प्रतिक्रिया की स्थिति (तापमान, उत्प्रेरक की उपस्थिति, आदि) का प्रतिक्रियाओं की दिशाओं पर काफी गहरा प्रभाव पड़ता है।

बेंजीन रिंग में दो ओरिएंटेंट्स की उपस्थिति में, इन दोनों प्रतिस्थापनों का समन्वित और असंगत अभिविन्यास संभव है। एक ही प्रकार के प्रतिस्थापकों के असंगत अभिविन्यास के मामले में, प्रतिक्रिया की दिशा मजबूत प्रतिस्थापक द्वारा निर्धारित की जाती है (I और II प्रकार के प्रतिस्थापकों की पंक्तियाँ देखें):

विभिन्न प्रकार के प्रतिस्थापनों के असंगत अभिविन्यास के मामले में, प्रतिक्रिया की दिशा पहले प्रकार के प्रतिस्थापन द्वारा निर्धारित की जाती है, क्योंकि यह बेंजीन रिंग को इलेक्ट्रोफिलिक हमले के लिए सक्रिय करता है, उदाहरण के लिए,

60. प्रतिस्थापन के नियमों के अनुसार, निम्नलिखित अप्रतिस्थापित बेंजीन का नाइट्रेशन लिखें: ए) एम-नाइट्रोटोलुइन; बी) पी-नाइट्रोटोलुइन; ग) ओ-हाइड्रोक्सीटोल्यूइन; घ) पी-क्लोरोटोलुइन; ई) एम-नाइट्रोबेंजोइक एसिड; ई) पी-ऑक्सीक्लोरोबेंजीन; छ) एम-क्लोरोटोलुइन; ज) पी-मेथोक्सीटोल्यूइन।

2. सल्फोनेशन प्रतिक्रियाएरेन्स को सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड या ओलियम के साथ गर्म करने से आगे बढ़ता है। हमलावर एजेंट SO 3 अणु है, जो एक इलेक्ट्रोफाइल की भूमिका निभाता है:

सल्फोनेशन का पहला चरण धीमा है, प्रतिक्रिया आम तौर पर प्रतिवर्ती होती है:

सल्फोनिक एसिड की ताकत खनिज एसिड से तुलनीय होती है, इसलिए जलीय घोल में वे आयनित अवस्था (III) में होते हैं।

61. प्रतिस्थापन के नियमों का पालन करते हुए, निम्नलिखित पदार्थों की सल्फोनेशन प्रतिक्रियाओं के समीकरण और तंत्र दें:

ए) टोल्यूनि; बी) ओ-ज़ाइलीन; ग) नाइट्रोबेंजीन; घ) ओ-नाइट्रोटोलुइन; ई) पी-क्लोरोनिट्रोबेंजीन; ई) एम-नाइट्रोटोलुइन; छ) पी-एमिनोटोलुइन; ज) हे मेथॉक्सीटोल्यूइन।

3. हैलोजनीकरण प्रतिक्रिया AlCl 3, AlBr 3, FeCl 3 जैसे उत्प्रेरकों की उपस्थिति में एरेन्स को ठंडा करना - एक विशिष्ट इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिक्रिया, क्योंकि उत्प्रेरक हैलोजन अणु में बंधन के ध्रुवीकरण में योगदान करते हैं (इसके टूटने तक):

निर्जल फेरिक क्लोराइड उसी तरह काम करता है:

एक कट्टरपंथी प्रतिक्रिया (प्रकाश, हीटिंग) की स्थितियों के तहत, हैलोजन (क्लोरीन, ब्रोमीन) साइड चेन के हाइड्रोजन को प्रतिस्थापित करते हैं (अल्केन्स के हैलोजन के समान):

अधिक गंभीर परिस्थितियों में, सुगंधित नाभिक में हैलोजन का आमूल-चूल समावेश भी होता है।

62 . समीकरण और प्रतिक्रिया तंत्र लिखें और उत्पादों के नाम बताएं:

ए) टोल्यूनि + क्लोरीन (तेज रोशनी और हीटिंग में);

बी) टोल्यूनि + क्लोरीन (एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में ठंड में);

ग) नाइट्रोबेंजीन + क्लोरीन (एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में ठंड में);

डी) पी-नाइट्रोटोलुइन + क्लोरीन (तेज रोशनी और हीटिंग में);

ई) पी-नाइट्रोटोलुइन + क्लोरीन (एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में ठंड में):

च) एथिलबेन्जीन + क्लोरीन (तेज रोशनी और हीटिंग में);

छ) एथिलबेन्जीन + क्लोरीन (एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में ठंड में);

ज) पी-ऑक्सीटोलुइन + क्लोरीन (एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में ठंड में);

i) एम-नाइट्रोटोलुइन + क्लोरीन (एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में ठंड में);
जे) एम-ज़ाइलीन + क्लोरीन (एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में ठंड में)।

4. एरेन्स का क्षारीकरण।निर्जल AlCl 3 (А1Вrз) की उपस्थिति में, हैलोऐल्केन एल्काइलेट बेंजीन को इसके समरूपों के साथ-साथ उनके हैलोजन डेरिवेटिव (गुस्तावसन-फ़्रीडेल-क्राफ्ट्स प्रतिक्रियाओं) की तुलना में और भी अधिक आसानी से बनाता है। उत्प्रेरक, A1Cl 3 कॉम्प्लेक्स बनाता है, C-गैल बंधन को तब तक ध्रुवीकृत करता है जब तक कि वह टूट न जाए, और इसलिए हमलावर एजेंट एक इलेक्ट्रोफाइल है:

A1Cl 3, BF 3 या H 3 PO 4 की उपस्थिति में एल्केन्स के साथ एल्किलेशन से समान परिणाम मिलते हैं (तंत्र भी इलेक्ट्रोफिलिक है):

इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिक्रियाओं के रूप में हैलोऐल्केन और ऐल्कीन के साथ ऐल्किलीकरण बेंजीन रिंग पर हाइड्रोजन के प्रतिस्थापन के नियमों के अनुसार आगे बढ़ता है। हालाँकि, यह प्रक्रिया प्रतिक्रिया उत्पादों के और अधिक क्षारीकरण और अन्य अवांछनीय घटनाओं से जटिल है। उत्तरार्द्ध को कम करने के लिए, प्रतिक्रिया न्यूनतम संभव तापमान, उत्प्रेरक की इष्टतम मात्रा और बड़ी मात्रा में एरीन पर की जाती है।

63. निम्नलिखित पदार्थों के बीच गुस्तावसन-फ़्रीडेल-क्राफ्ट्स की शर्तों के तहत समीकरण और प्रतिक्रिया तंत्र दें:

ए) बेंजीन + 2-क्लोरोप्रोपेन; बी) बेंजीन + 2-क्लोरो-2-मेगाइलप्रोपेन; ग) बेंजीन + बेंजाइल क्लोराइड; घ) ब्रोमोबेंजीन + ब्रोमोएथेन; ई) टोल्यूनि + ब्यूटाइल क्लोराइड; च) टोल्यूनि + ब्रोमोइथेन; i) पी-ब्रोमोटोलुइन + आइसोप्रोपिल ब्रोमाइड; ज) एम-ब्रोमोटोलुइन + ब्रोमोएथेन; i) पी-ब्रोमोटोलुइन + आइसोप्रोपिल ब्रोमाइड; जे) क्लोरोबेंजीन + बेंजाइल क्लोराइड।

64. फॉस्फोरिक एसिड की उपस्थिति में एल्कीन के साथ एरीन के एल्किलेशन के लिए प्रतिक्रिया समीकरण लिखें, तंत्र दें:

ए) बेंजीन + एथिलीन; बी) बेंजीन + प्रोपलीन; ग) टोल्यूनि + एथिलीन; घ) टोल्यूनि + प्रोपलीन; ई) बेंजीन + आइसोब्यूटिलीन; च) टोल्यूनि + आइसोब्यूटिलीन; छ) एम-ज़ाइलीन + एथिलीन; ज) पी-ज़ाइलीन + एथिलीन।

5. ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया (साइड चेन की संख्या का निर्धारण)।सुगंधित नाभिक ऑक्सीकरण एजेंटों के प्रति बहुत प्रतिरोधी है। तो, बेंजीन और इसके समजात अल्केन्स की तरह पोटेशियम परमैंगनेट के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं। यह उनके "सुगंधित चरित्र" को भी व्यक्त करता है। लेकिन जब बेंजीन होमोलॉग्स को कठोर परिस्थितियों में ऑक्सीकरण एजेंटों के साथ गर्म किया जाता है, तो बेंजीन कोर ऑक्सीकरण नहीं होता है, और सभी साइड हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाएं, उनकी लंबाई की परवाह किए बिना, कार्बोक्सिल समूहों में ऑक्सीकृत हो जाती हैं, ऑक्सीकरण उत्पाद सुगंधित एसिड होते हैं। उत्तरार्द्ध में कार्बोक्सिल समूहों की संख्या से, प्रारंभिक बेंजीन होमोलॉग 1 में साइड चेन की संख्या का अनुमान लगाया जाता है।

65 . निम्नलिखित पदार्थों की ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण लिखें: ए) एथिलबेन्जीन; बी) ओ-डाइमिथाइलबेंजीन; ग) प्रोपिलबेंजीन; घ) साधारण ट्राइमेथिलबेनज़ीन; ई) पी-मिथाइलिसोप्रोपाइलबेंजीन; च) ओ-नाइट्रोटोलुइन; छ) 3-नाइट्रो-1-मिथाइल-4-एथिलबेनज़ीन; ज) सममित ट्राइमेथिलबेनज़ीन।

6. अतिरिक्त प्रतिक्रियाएँ.यद्यपि सुगंधित नाभिक में प्रतिस्थापन की तुलना में अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं की संभावना कम होती है, फिर भी वे कुछ शर्तों के तहत घटित होती हैं। अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं की एक विशेषता यह है कि बेंजीन (या इसके समरूप) का एक मोल हमेशा हैलोजन, हाइड्रोजन, ओजोन के तीन मोल जोड़ता है, जिसे एक निश्चित सामान्य, सामान्य के साथ सुगंधित नाभिक में एक π-इलेक्ट्रॉन बादल की उपस्थिति से समझाया जाता है। तीन दोहरे बांड (या बल्कि, छह π-इलेक्ट्रॉन) की ऊर्जा।

ए) 110 डिग्री सेल्सियस (एन.डी. ज़ेलिंस्की और अन्य) पर उत्प्रेरक (पीटी, पीडी, आदि) की उपस्थिति में हाइड्रोजनीकरण होता है।

बी)हैलोजनीकरण तब होता है जब ब्रोमीन या क्लोरीन वाष्प को सीधे सूर्य के प्रकाश की क्रिया के तहत उबलते बेंजीन के माध्यम से पारित किया जाता है या जब यूवी किरणों (क्वार्ट्ज लैंप) से रोशन किया जाता है:

वी)ओजोनेशन। एल्केन्स की तरह, सुगंधित हाइड्रोकार्बन आसानी से ओजोनोलिसिस से गुजरते हैं।

66. निम्नलिखित एरेन्स के साथ अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं (हाइड्रोजनीकरण, यूवी प्रकाश के तहत हैलोजनीकरण, ओजोनेशन) के लिए समीकरण लिखें: ए) टोल्यूनि; बी) ओ-ज़ाइलीन; ग) एम-ज़ाइलीन; घ) पी-ज़ाइलीन; ई) एथिलबेन्जीन; ई) ओ-एथिलटोलुइन; छ) एम-एथिलटोलुइन; ज) पी-आइसोप्रोपाइल्टोलुइन। परिणामी उत्पादों को नाम दें।

बेंजीन किसके साथ परस्पर क्रिया करता है और उनके प्रतिक्रिया समीकरण क्या हैं

1. उनमें से सबसे विशेषता बेंजीन रिंग के हाइड्रोजन परमाणुओं की प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं हैं। वे संतृप्त हाइड्रोकार्बन की तुलना में अधिक आसानी से प्रवाहित होते हैं। इस प्रकार अनेक कार्बनिक यौगिक प्राप्त होते हैं। इस प्रकार, ब्रोमीन के साथ बेंजीन की परस्पर क्रिया में (FeBr2 उत्प्रेरक की उपस्थिति में), एक हाइड्रोजन परमाणु को ब्रोमीन परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है:

   एक अन्य उत्प्रेरक के साथ, बेंजीन में सभी हाइड्रोजन परमाणुओं को हैलोजन द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। ऐसा होता है, उदाहरण के लिए, जब एल्यूमीनियम क्लोराइड की उपस्थिति में क्लोरीन को बेंजीन में प्रवाहित किया जाता है:

   हेक्साक्लोरोबेंजीन एक रंगहीन क्रिस्टलीय पदार्थ है जिसका उपयोग बीज ड्रेसिंग और लकड़ी संरक्षण के लिए किया जाता है।

   यदि बेंजीन को सांद्र नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक एसिड (नाइट्रेटिंग मिश्रण) के मिश्रण से उपचारित किया जाता है, तो हाइड्रोजन परमाणु को NO2 नाइट्रो समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है:

   बेंजीन अणु में, एल्यूमीनियम क्लोराइड की उपस्थिति में हाइड्रोकार्बन के हैलोजन डेरिवेटिव की क्रिया द्वारा हाइड्रोजन परमाणु को एल्काइल रेडिकल द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है:

   बेंजीन के प्रति अतिरिक्त अभिक्रियाएँ बड़ी कठिनाई से आगे बढ़ती हैं। उनकी घटना के लिए, विशेष स्थितियां आवश्यक हैं: तापमान और दबाव में वृद्धि, उत्प्रेरक का चयन, प्रकाश विकिरण, आदि। तो, उत्प्रेरक की उपस्थिति में - निकल या प्लैटिनम - बेंजीन हाइड्रोजनीकृत होता है, यानी, यह जोड़ता है हाइड्रोजन, साइक्लोहेक्सेन बनाता है:

   पराबैंगनी विकिरण के तहत, बेंजीन क्लोरीन जोड़ता है:

   हेक्साक्लोरोसाइक्लोहेक्सेन, या हेक्साक्लोरेन, एक क्रिस्टलीय पदार्थ है जिसका उपयोग शक्तिशाली कीटनाशक के रूप में किया जाता है।

   बेंजीन में हाइड्रोजन हैलाइड और पानी नहीं मिलाया जाता है। यह ऑक्सीडेंट के प्रति बहुत प्रतिरोधी है। असंतृप्त हाइड्रोकार्बन के विपरीत, यह ब्रोमीन पानी और KMnO4 घोल का रंग फीका नहीं करता है। सामान्य परिस्थितियों में, बेंजीन रिंग कई अन्य ऑक्सीकरण एजेंटों की कार्रवाई से नष्ट नहीं होती है। हालाँकि, बेंजीन होमोलॉग संतृप्त हाइड्रोकार्बन की तुलना में अधिक आसानी से ऑक्सीकरण से गुजरते हैं। इस मामले में, केवल बेंजीन रिंग से जुड़े रेडिकल ऑक्सीकरण से गुजरते हैं:

   इस प्रकार, सुगंधित हाइड्रोकार्बन प्रतिस्थापन और अतिरिक्त दोनों प्रतिक्रियाओं में प्रवेश कर सकते हैं, हालांकि, इन परिवर्तनों की स्थितियां संतृप्त और असंतृप्त हाइड्रोकार्बन के समान परिवर्तनों से काफी भिन्न होती हैं।

   रसीद। कोयले के शुष्क आसवन (कोकिंग) के दौरान बनने वाले पेट्रोलियम और कोयला टार से बड़ी मात्रा में बेंजीन और इसके समरूप पदार्थ प्राप्त होते हैं। कोक और गैस संयंत्रों में शुष्क आसवन किया जाता है।

   साइक्लोहेक्सेन को बेंजीन (डीहाइड्रोजनीकरण या डिहाइड्रोजनीकरण) में परिवर्तित करने की प्रतिक्रिया इसे 300C पर एक उत्प्रेरक (प्लैटिनम ब्लैक) के ऊपर से गुजारने से होती है। संतृप्त हाइड्रोकार्बन को डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया द्वारा एरोमैटिक्स में भी परिवर्तित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए:

   डीहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाएं बेंजीन श्रृंखला के हाइड्रोकार्बन का उत्पादन करने के लिए तेल हाइड्रोकार्बन का उपयोग करना संभव बनाती हैं। वे हाइड्रोकार्बन के विभिन्न समूहों के बीच संबंध और उनके एक-दूसरे में पारस्परिक परिवर्तन का संकेत देते हैं।

   एन. डी. ज़ेलिंस्की और बी. ए. कज़ानस्की की विधि के अनुसार, 600 डिग्री सेल्सियस तक गर्म सक्रिय कार्बन के साथ एक ट्यूब के माध्यम से एसिटिलीन प्रवाहित करके बेंजीन प्राप्त किया जा सकता है। एसिटिलीन के तीन अणुओं के पोलीमराइजेशन की पूरी प्रक्रिया को चित्र द्वारा दर्शाया जा सकता है

2. 1) प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया
   ए) लोहे के उत्प्रेरक-लवण की उपस्थिति में (III) - बेंजीन एक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया में प्रवेश करता है:
   C6H6+Br2=C6H5Br+रिक
   बेंजीन क्लोरीन के साथ इसी प्रकार प्रतिक्रिया करता है
   बी) प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में नाइट्रिक एसिड के साथ बेंजीन की बातचीत भी शामिल है:
   C6H6+HONO2=C6H5NO2+H2O
   2) जोड़ की प्रतिक्रिया
   ए) सूर्य के प्रकाश या पराबैंगनी किरणों के प्रभाव में, बेंजीन एक अतिरिक्त प्रतिक्रिया में प्रवेश करता है। उदाहरण के लिए, प्रकाश के संपर्क में आने पर, बेंजीन क्रोमियम जोड़कर हेक्साक्लोरोसाइक्लोहेक्सेन बनाता है:
   C6H6+3Cl2=C6H6Cl6
   बी) बेंजीन को हाइड्रोजनीकृत भी किया जा सकता है:
   C6HC+3H2=C6H12
   3) ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएँ
   ए) बेंजीन होमोलॉग्स पर ऊर्जावान ऑक्सीकरण एजेंटों (KMnO4) की कार्रवाई के तहत, केवल साइड चेन ऑक्सीकरण से गुजरती हैं।
   C6H5-CH3+3O=C7H6O2+H2O
   बी) बेंजीन और उसके समरूप हवा में लौ के साथ जलते हैं:
   2C6H6+15O2=12CO2+6H2O

रासायनिक गुणों के अनुसार, बेंजीन और अन्य सुगंधित हाइड्रोकार्बन संतृप्त और असंतृप्त हाइड्रोकार्बन से भिन्न होते हैं। उनमें से सबसे विशेषता बेंजीन रिंग के हाइड्रोजन परमाणुओं की प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं हैं। वे संतृप्त हाइड्रोकार्बन की तुलना में अधिक आसानी से प्रवाहित होते हैं। इस प्रकार अनेक कार्बनिक यौगिक प्राप्त होते हैं। इस प्रकार, ब्रोमीन के साथ बेंजीन की परस्पर क्रिया में (FeBr 2 उत्प्रेरक की उपस्थिति में), एक हाइड्रोजन परमाणु को ब्रोमीन परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है:

एक अन्य उत्प्रेरक के साथ, बेंजीन में सभी हाइड्रोजन परमाणुओं को हैलोजन द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। ऐसा होता है, उदाहरण के लिए, जब एल्यूमीनियम क्लोराइड की उपस्थिति में क्लोरीन को बेंजीन में प्रवाहित किया जाता है:

यदि बेंजीन को सांद्र नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक एसिड (नाइट्रेटिंग मिश्रण) के मिश्रण से उपचारित किया जाता है, तो हाइड्रोजन परमाणु को नाइट्रो समूह - NO 2 द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है:

यह बेंजीन का नाइट्रेशन है। नाइट्रोबेंजीन एक हल्का पीला तैलीय तरल है जिसमें कड़वे बादाम की गंध होती है, जो पानी में अघुलनशील होता है, इसका उपयोग विलायक के रूप में और एनिलिन प्राप्त करने के लिए भी किया जाता है।

बेंजीन अणु में, एल्यूमीनियम क्लोराइड की उपस्थिति में हाइड्रोकार्बन के हैलोजन डेरिवेटिव की क्रिया द्वारा हाइड्रोजन परमाणु को एल्काइल रेडिकल द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है:

बेंजीन के प्रति अतिरिक्त अभिक्रियाएँ बड़ी कठिनाई से आगे बढ़ती हैं। उनकी घटना के लिए, विशेष परिस्थितियाँ आवश्यक हैं: तापमान और दबाव में वृद्धि, उत्प्रेरक का चयन, प्रकाश विकिरण, आदि। इस प्रकार, उत्प्रेरक की उपस्थिति में - निकल या प्लैटिनम - बेंजीन हाइड्रोजनीकृत होता है, अर्थात। साइक्लोहेक्सेन बनाने के लिए हाइड्रोजन जोड़ता है:

साइक्लोहेक्सेन एक रंगहीन वाष्पशील तरल है जिसमें गैसोलीन की गंध होती है, जो पानी में अघुलनशील होता है।

पराबैंगनी विकिरण के तहत, बेंजीन क्लोरीन जोड़ता है:

हेक्साक्लोरोसाइक्लोहेक्सेन, या हेक्साक्लोरेन, एक क्रिस्टलीय पदार्थ है जिसका उपयोग शक्तिशाली कीटनाशक के रूप में किया जाता है।

बेंजीन में हाइड्रोजन हैलाइड और पानी नहीं मिलाया जाता है। यह ऑक्सीडेंट के प्रति बहुत प्रतिरोधी है। असंतृप्त हाइड्रोकार्बन के विपरीत, यह ब्रोमीन पानी और KMnO4 घोल का रंग फीका नहीं करता है। सामान्य परिस्थितियों में, बेंजीन रिंग कई अन्य ऑक्सीकरण एजेंटों की कार्रवाई से नष्ट नहीं होती है। हालाँकि, बेंजीन होमोलॉग संतृप्त हाइड्रोकार्बन की तुलना में अधिक आसानी से ऑक्सीकरण से गुजरते हैं। इस मामले में, केवल बेंजीन रिंग से जुड़े रेडिकल ऑक्सीकरण से गुजरते हैं:

इस प्रकार, सुगंधित हाइड्रोकार्बन प्रतिस्थापन और अतिरिक्त दोनों प्रतिक्रियाओं में प्रवेश कर सकते हैं, हालांकि, इन परिवर्तनों की स्थितियां संतृप्त और असंतृप्त हाइड्रोकार्बन के समान परिवर्तनों से काफी भिन्न होती हैं।

रसीद। कोयले के शुष्क आसवन (कोकिंग) के दौरान बनने वाले पेट्रोलियम और कोयला टार से बड़ी मात्रा में बेंजीन और इसके समरूप पदार्थ प्राप्त होते हैं। कोक और गैस संयंत्रों में शुष्क आसवन किया जाता है।

साइक्लोहेक्सेन को बेंजीन (डीहाइड्रोजनीकरण या डीहाइड्रोजनीकरण) में परिवर्तित करने की प्रतिक्रिया इसे 300°C पर एक उत्प्रेरक (प्लैटिनम ब्लैक) के ऊपर से गुजारने से होती है। संतृप्त हाइड्रोकार्बन को डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया द्वारा एरोमैटिक्स में भी परिवर्तित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए:

डीहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाएं बेंजीन श्रृंखला के हाइड्रोकार्बन का उत्पादन करने के लिए तेल हाइड्रोकार्बन का उपयोग करना संभव बनाती हैं। वे हाइड्रोकार्बन के विभिन्न समूहों के बीच संबंध और उनके एक-दूसरे में पारस्परिक परिवर्तन का संकेत देते हैं।

एन.डी. की विधि के अनुसार ज़ेलिंस्की और बी.ए. सक्रिय कार्बन के साथ 600 डिग्री सेल्सियस तक गर्म की गई ट्यूब के माध्यम से एसिटिलीन प्रवाहित करके कज़ान बेंजीन प्राप्त किया जा सकता है। एसिटिलीन के तीन अणुओं के पोलीमराइजेशन की पूरी प्रक्रिया को चित्र द्वारा दर्शाया जा सकता है

इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं- प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं जिसमें हमला किया जाता है इलेक्ट्रोफाइल- एक कण जो धनात्मक रूप से आवेशित है या जिसमें इलेक्ट्रॉनों की कमी है। जब एक नया बंधन बनता है, तो बाहर जाने वाला कण - विद्युत ईंधनअपने इलेक्ट्रॉन युग्म के बिना विभाजित हो जाता है। सबसे लोकप्रिय छोड़ने वाला समूह प्रोटॉन है एच+.

सभी इलेक्ट्रोफाइल लुईस एसिड हैं।

इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं का सामान्य दृश्य:

(धनायनिक इलेक्ट्रोफाइल)

(तटस्थ इलेक्ट्रोफाइल)

प्रतिक्रिया तंत्र एस ई अरया सुगंधित इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएंसुगंधित यौगिकों की प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में सबसे आम और सबसे महत्वपूर्ण है और इसमें दो चरण होते हैं। पहले चरण में, इलेक्ट्रोफाइल जुड़ा होता है, दूसरे चरण में, इलेक्ट्रोफ्यूज अलग हो जाता है:

प्रतिक्रिया के दौरान, एक मध्यवर्ती धनात्मक आवेशित मध्यवर्ती बनता है (चित्र - 2 बी में)। यह नाम रखता है वेलैंड मध्यवर्ती, अरोनियम आयनया σ-जटिल. यह कॉम्प्लेक्स, एक नियम के रूप में, बहुत प्रतिक्रियाशील है और धनायन को तेजी से समाप्त करके आसानी से स्थिर हो जाता है।