АРОМАТИ́ЧЕСКИЕ СОЕДИНЕ́НИЯ

АРОМАТИ́ЧЕСКИЕ СОЕДИНЕ́НИЯ (от греч. ἄρωμα – бла­го­во­ния), ор­га­ни­че­ские со­еди­не­ния, ха­рак­те­ри­зую­щие­ся гл. обр. на­ли­чи­ем замк­ну­той сис­те­мы со­пря­жён­ных свя­зей, ко­то­рая вклю­ча­ет, со­глас­но пра­ви­лу Хюк­ке­ля, $(4n+2) π$-элек­тро­нов ($n = 0, 1, 2, ...$); удов­ле­тво­ря­ют всем или неск. кри­те­ри­ям аро­ма­тич­но­сти. Наи­бо­лее из­вест­ны и важ­ны: аро­ма­ти­че­ские уг­ле­во­до­ро­ды (аре­ны), в т. ч. мо­но­цик­ли­че­ские – бен­зол и его го­мо­ло­ги (напр., кси­ло­лы, ку­мол, то­лу­ол, этил­бен­зол) и по­ли­цик­ли­че­ские, по­стро­ен­ные из бен­золь­ных ко­лец, не­по­сред­ст­вен­но свя­зан­ных друг с дру­гом (напр., би­фе­нил), свя­зан­ных че­рез к.-л. груп­пу (напр., ди­фе­нил­ме­тан), кон­ден­си­ро­ван­ных (напр., ан­тра­цен, наф­та­лин); про­из­вод­ные аре­нов (напр., фенолы); ге­те­ро­аро­матич. со­еди­не­ния, т. е. об­ла­даю­щие аро­ма­тич­ностью ге­те­ро­цик­лич. сис­те­мы (напр., пи­ри­дин, пи­ри­ми­дин, тио­фен, фу­ран). К А. с. от­но­сят так­же не­ко­то­рые мак­ро­цик­лич. ан­ну­ле­ны (напр., [18]ан­ну­лен), эле­мен­то­ор­га­нич. со­еди­не­ния (напр., фер­ро­цен), тро­пи­лия со­еди­не­ния и пр.

А. с. – жид­ко­сти или твёр­дые ве­ще­ст­ва. Для них ха­рак­тер­но на­ли­чие т. н. маг­нит­но­го коль­це­во­го то­ка и ре­зо­нанс в сла­бо­поль­ной («аро­ма­ти­че­ской») час­ти спек­тра ЯМР (6,5–8,0 м. д. для $\ce{^1H}$ и 110–170 м. д. для $\ce{^{13}C}$). А. с. всту­па­ют в ре­ак­ции элек­тро­филь­но­го за­ме­ще­ния (напр., га­ло­ге­ни­ро­ва­ние, нит­ро­ва­ние, суль­фи­ро­ва­ние, ал­ки­ли­ро­ва­ние и аци­ли­ро­ва­ние по Фри­де­лю – Краф­тсу). Вве­де­ние элек­тро­фи­ла $\ce{E^{+}}$ в мо­ле­ку­лу А. с. об­лег­ча­ет­ся и элек­тро­фил на­прав­ля­ет­ся пре­им. в ор­то- и па­ра-по­ло­же­ния цик­ла при на­ли­чии в мо­ле­ку­ле А. с. за­мес­ти­те­лей, яв­ляю­щих­ся ори­ен­тан­та­ми I ро­да (ал­ки­лы, ари­лы, ато­мы га­ло­ге­нов, груп­пы $\ce{OR, NR_2, SR,}$ где $\ce{R}$ – ор­га­нич. ра­ди­кал), за­труд­ня­ет­ся и на­прав­ляет­ся пре­им. в ме­та-по­ло­же­ние цик­ла за­мес­ти­те­ля­ми – ори­ен­тан­та­ми II ро­да ($\ce{COR, COOR, CN, NO_2, SO_2R, SO_3H}$). Элек­тро­филь­ное за­ме­ще­ние про­те­ка­ет по ме­ха­низ­му при­сое­ди­не­ния – от­ще­п­ле­ния че­рез ка­ти­он­ный $σ$-ком­плекс – ин­тер­ме­ди­ат Уэлан­да ($\ce{X}$ – за­мес­ти­тель):

А. с. всту­па­ют так­же в ре­ак­ции нук­лео­филь­но­го за­ме­ще­ния при дей­ст­вии нук­лео­фи­лов $\ce{Nu^{-}}$, напр. $\ce{R_2N^{-}, RO^{-}, RS^{-}, (RCO)_2CH^{-},}$ га­ло­ге­нид-анио­нов. При этом в мо­ле­ку­ле А. с. за­ме­ща­ют­ся ато­мы га­ло­ге­нов, груп­пы $\ce{NO_2, NR_2, OR, SR, SO_3H,}$ ре­же – ато­мы во­до­ро­да. Та­кие ре­ак­ции час­то про­те­ка­ют в жё­ст­ких ус­ло­ви­ях, напр. при по­вы­шен­ных темп-рах. Они об­лег­ча­ют­ся в при­сут­ст­вии со­еди­не­ний ме­ди и осо­бен­но при на­ли­чии в орто- или па­ра-по­ло­же­нии к ухо­дя­щей груп­пе за­мес­ти­те­ля – ори­ен­тан­та II ро­да. Нук­лео­филь­ное за­ме­ще­ние про­те­ка­ет гл. обр. по ме­ха­низ­му при­сое­ди­не­ния – от­ще­п­ле­ния, че­рез об­ра­зо­ва­ние ани­он­но­го $σ$-ком­плек­са – ин­тер­ме­ди­ат Май­зен­хай­ме­ра ($\ce{Y}$ – за­ме­щае­мая груп­па):

Мень­шее зна­че­ние для А. с. име­ет го­мо­ли­ти­че­ское за­ме­ще­ние, напр. ари­ли­ро­ва­ние диа­зо­сое­ди­не­ния­ми и гид­ро­кси­ли­ро­ва­ние с ис­поль­зо­ва­ни­ем реа­ген­та Фен­то­на ($\ce{H_2O_2 + CuSO_4 + H_2SO_4}$). А. с. под­вер­га­ют­ся ме­тал­ли­ро­ва­нию (пря­мо­му за­ме­ще­нию во­до­ро­да или об­ме­ну га­ло­ге­на на ме­талл при дей­ст­вии ме­тал­лов или ме­тал­ло­ор­га­ни­че­ских со­еди­не­ний). Ре­ак­ции А. с. по за­ме­щаю­щим груп­пам в це­лом по­доб­ны ре­ак­ци­ям со­от­вет­ст­вую­щих али­фа­ти­че­ских со­еди­не­ний. Осн. осо­бен­но­сти – об­ра­зо­ва­ние аро­ма­ти­че­ски­ми ами­на­ми с $\ce{HNO_2}$ ус­той­чи­вых ди­азо­сое­ди­не­ний, спо­соб­ных к азо­со­че­та­нию и пре­вра­щаю­щих­ся при дей­ст­вии нук­лео­фи­лов в разл. за­ме­щён­ные А. с. Из ре­ак­ций при­сое­ди­не­ния для А. с. наи­бо­лее важ­но ка­та­ли­ти­че­ское гид­ри­ро­ва­ние – об­щий ме­тод син­те­за со­еди­не­ний ря­да цик­ло­гек­са­на. А. с. ус­той­чи­вы к окис­ле­нию. Ал­ки­ла­ро­ма­ти­че­ские со­еди­не­ния обыч­но окис­ля­ют­ся по со­сед­не­му с аро­ма­ти­че­ским цик­лом ато­му уг­ле­ро­да ал­киль­но­го за­мес­ти­те­ля. Та­ким спо­со­бом по­лу­ча­ют аро­ма­ти­че­ские ки­сло­ты (напр., те­реф­та­ле­вую из $n$-кси­ло­ла), аль­де­ги­ды ($n$-нит­ро­бен­заль­де­гид из $n$-нит­ро­то­луо­ла), ке­то­ны (аце­то­фе­нон из этил­бен­зо­ла) и спир­ты (три­фе­нил­кар­би­нол из три­фе­нил­ме­та­на).

А. с. со­дер­жат­ся в неф­ти, од­на­ко в осн. их по­лу­ча­ют в пром-сти из про­дук­тов кок­со­ва­ния ка­мен­но­го уг­ля и аро­ма­ти­за­ци­ей уг­ле­во­до­ро­дов; за­тем А. с. пре­вра­ща­ют в разл. про­из­вод­ные. А. с. – важ­ные про­ме­жу­точ­ные и це­ле­вые про­дук­ты пром. ор­га­ни­че­ско­го син­те­за; их при­ме­ня­ют в про­из-ве кра­си­те­лей, ле­карств, средств за­щи­ты рас­те­ний, взрыв­ча­тых ве­ществ, по­ли­мер­ных ма­те­риа­лов. Аро­ма­ти­че­ские уг­ле­во­до­ро­ды – ком­по­нен­ты вы­со­ко­ок­та­но­вых бен­зи­нов.