Главным источником ароматических углеводородов в настоящее время является нефть и продукты ее переработки. В недалеком прошлом ароматические углеводороды массово также добывали из каменного и бурого угля. В основе технологий получения ароматических углеводородов в промышленнсти лежат такие реакции, как дегидрирование циклоалканов и дегидроциклизация алканов. Суммарно эти процессы получили название каталитического риформинга нефти. В качестве катализаторов в данных процессах обычно используют платину, нанесенную на оксид алюминия высокой степени чистоты в количествах 0,5-1% по массе, из-за этого саму технологию часто называют платформингом. Смесь паров бензиновых фракций нефтей с водородом пропускают над $Pt/Al_2O_3$ катализатором при 450-550$^\circ$С и высоком давлении от 10 до 40 атм ($1\cdot10^6 - 4\cdot10^6$ Па). В таких условиях продукты получают в по трем основным типам реакций:
В процессе дегидрирования циклогексана и его гомологов:
Рисунок 1.
Рисунок 2.В процессе дегидроизомеризации гомологов циклопентана:
Рисунок 3.В процессе дегидроциклизации алканов с шестью и более атомами углерода:
Рисунок 4.
Синтетические методы получения
- Циклотримеризация алкинов. В процессе нагревания в присутствии активированного угля или комплексных никельорганических катализаторов (например $Ni(CO)_2[(C_6H_5)_3P]_2)$ алкины циклизуются в бензол и его гомологи.
Рисунок 5.
Бензол также образуется при нагревании из ацетилена и активированного угля:
Рисунок 6.
Взаимодействие смеси алкил- и арилгалогенидов с металлическим натрием (реакция Вюрца-Фиттига). При обработке металлическим натрием смеси галогеналканов и галогенаренив образуются гомологи бензола:
Рисунок 7.Эта реакция - частный случай реакции Вюрца для аренов. Как побочные продукты в процессе реакции Вюрца-Фиттига образуются алканы, а также дифенил и его гомологи:
Рисунок 8.Алкилирование ароматических углеводородов по Фриделю-Крафтсу. Реакция Фриделя-Крафтса (1887) является общим методом получения гомологов бензола, которая основывается на взаимодействии ароматических углеводородов с алкилирующими агентами - галогеналканами, алкенами и спиртами.
Рисунок 9.
Методы получения нафталина
Нафталин и его монометильные и некоторые диметильные производные в промышленности добывают преимущественно из каменноугольной смолы (содержание нафталина в каменноугольной смоле составляет около 10%).
Кроме того, известен ряд синтетических методов получения нафталина и его гомологов. Так, нафталин наряду с бензолом образуется при пропускании ацетилена через нагретые до 700-800$^\circ$С трубки:
Рисунок 10.
Нафталин и его гомологи получают путем дегидроциклизации алкилбензенов с боковой цепью из четырех и более атомов углерода:
Рисунок 11.
Однако в связи с высоким содержанием нафталина и его гомологов в каменноугольной смоле синтетические методы получения не имеют большого практического значения.
Получение многоядерных аренов с изолированными бензольными циклами
К многоядерным аренам с изолированными циклами принадлежат углеводороды, содержащие два или более бензольных циклов, соединенных между собой или $\sigma$-связью, или через алифатическую углеродную цепь.
Важнейшими представителями этой труппы соединений являются бифенил, дифенилметан и трифенилметан.
Получение бифенила
В небольшом количестве бифенил содержится в каменноугольной смоле.
В промышленности применяют несколько синтетических способов получения бифенила, например применяют дегидрирование бензола:
Рисунок 12.Его также можно получить нагревая йодобензол в присутствии порошка меди (реакция Ульмана):
Рисунок 13.Получение дифенилметана
Дифенилметан можно получить алкилированием бензола бензилхлоридом или дихлорометаном в условиях реакции Фриделя-Крафтса:
Рисунок 14.Получение трифенилметана
Трифенилметан добывают алкилированием бензола хлороформом в условиях реакции Фриделя-Крафтса:
Рисунок 15.
