Толуол и стирол. Окисление аренов

Толуол \(\ce{C6H5CH3}\). Группа \(\ce{CH3}\) — ориентант I рода, активирует кольцо: с \(\ce{Br2}\) и \(\ce{FeBr3}\) бромируется в кольцо в орто- и пара-положения; на свету — в боковую цепь: \(\ce{C6H5CH3 + Cl2 ->[h\nu] C6H5CH2Cl + HCl}\) (бензилхлорид); нитруется до орто- и пара-нитротолуола, при избытке нитрующей смеси — до 2,4,6-тринитротолуола (тротил); гидрируется в метилциклогексан.

Окисление боковой цепи. Любой алкильный заместитель окисляется \(\ce{KMnO4}\) до карбоксильной группы:

\[ \ce{C6H5CH3 + 2KMnO4 ->[t^\circ] C6H5COOK + 2MnO2 v + KOH + H2O} \ (\text{нейтральная среда}); \]

\[ \ce{5C6H5CH3 + 6KMnO4 + 9H2SO4 -> 5C6H5COOH + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 14H2O} \ (\text{кислая среда}). \]

Этилбензол в кислой среде → бензойная кислота + \(\ce{CO2}\). Толуол обесцвечивает \(\ce{KMnO4}\) при нагревании, но не обесцвечивает бромную воду; бензол не окисляется ни тем, ни другим.

Стирол \(\ce{C6H5-CH=CH2}\) ведёт себя как алкен по боковой цепи: обесцвечивает бромную воду \((\ce{-> C6H5-CHBr-CH2Br})\) и \(\ce{KMnO4}\) (на холоде — гликоль, в кислой среде при нагревании — бензойная кислота и \(\ce{CO2}\)), полимеризуется в полистирол, гидрируется в этилбензол. Получают дегидрированием этилбензола. Кумол при окислении даёт фенол и ацетон (кумольный способ).