Все реакции толуола (метилбензола) можно подразделить на два типа: реакции, затрагивающие бензольное кольцо и реакции, затрагивающие метильную группу.
Реакции замещения
1. Реакции с участием бензольного кольца
Метилбензол вступает во все реакции замещения, в которых участвует бензол, и проявляет при этом более высокую реакционную способность, реакции протекают с большой скоростью.
Метильный радикал, содержащийся в молекуле толуола, является ориентантом I рода, поэтому в результате реакций замещения в бензольном ядре получаются орто- и пара- производные толуола или при избытке реагента – трипроизводные общей формулы:
![](https://himija-online.ru/wp-content/uploads/2016/05/Без-имени-12.jpg)
а) галогениерование
![](https://himija-online.ru/wp-content/uploads/2016/05/Без-имени-15.jpg)
При избытке галогена можно получить ди- и три-замешенные производные в соответствии с правилами ориентации:
![](https://himija-online.ru/wp-content/uploads/2016/05/хлорирование-бензола..jpg)
б) нитрование
Например, при нитровании толуола С6Н5CH3 (70°С) происходит замещение не одного, а трех атомов водорода с образованием 2,4,6-тринитротолуола:
![](https://himija-online.ru/wp-content/uploads/2016/05/нитрование-толуола.jpg)
Здесь ярко проявляется взаимное влияние атомов в молекуле на реакционную способность вещества. С одной стороны, метильная группа СH3 (за счет +I-эффекта) повышает электронную плотность в бензольном кольце в положениях 2, 4 и 6 и облегчает замещение именно в этих положениях:
![](https://himija-online.ru/wp-content/uploads/2016/05/эффект-группы.jpg)
С другой стороны, под влиянием бензольного кольца метильная группа СH3 в толуоле становится более активной в реакциях окисления и радикального замещения по сравнению с метаном СH4.
в) сульфирование
![](https://himija-online.ru/wp-content/uploads/2016/05/сульфирование-толуола1.jpg)
г) алкилирование
![](https://himija-online.ru/wp-content/uploads/2016/05/алкилирование1.jpg)
![](https://himija-online.ru/wp-content/uploads/2016/05/алкилирование2.jpg)
2. Реакции с участием боковой цепи
Метильная группа в метилбензоле может вступать в реакции, характерные для алканов:
![](https://himija-online.ru/wp-content/uploads/2016/05/боковая-цепь.jpg)
Это объясняется тем, что на лимитирующей стадии легко (при невысокой энергии активации) образуется радикал бензил ·CH2-C6H5. Он более стабилен, чем алкильные свободные радикалы (·СН3, ·СH2R), т.к. его неспаренный электрон делокализован за счет взаимодействия с π- электронной системой бензольного кольца:
![](https://himija-online.ru/wp-content/uploads/2016/05/п-электронная-система.jpg)
Реакции присоединения
а) гидрирование
![](https://himija-online.ru/wp-content/uploads/2016/05/гидрирование-толуола.jpg)
Реакции окисления
а) горение
![](https://himija-online.ru/wp-content/uploads/2016/05/горение-толуола.jpg)
б) неполное окисление
В отличие от бензола его гомологи подвергаются окислению легче предельных углеводородов. При этом окислению подвергаются лишь радикалы, связанные с бензольным кольцом, в случае толуола — метильная группа. Мягкие окислите (MnО2) окисляют ее до альдегидной группы, более сильные окислители (KMnO4) вызывают дальнейшее окисление до кислоты:
![](https://himija-online.ru/wp-content/uploads/2016/05/неполное-окисление.jpg)
![](https://himija-online.ru/wp-content/uploads/2016/05/неполное-окисление1.jpg)
Толуол, в отличие от метана, окисляется в мягких условиях (обесцвечивает подкисленный раствор KMnO4 при нагревании).
![](https://himija-online.ru/wp-content/uploads/2016/05/%D0%BE%D0%BA%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D1%82%D0%BE%D0%BB%D1%83%D0%BE%D0%BB%D0%B011.jpg)
Любой гомолог бензола с одной боковой цепью окисляется KMnO4 и другим сильным окислителем в бензойную кислоту:
![](https://himija-online.ru/wp-content/uploads/2016/05/окисление_боковая-цепь.jpg)
Гомологи, содержащие две боковые цепи, дают двухосновные кислоты:
![](https://himija-online.ru/wp-content/uploads/2016/05/фталевая-кислота.jpg)