Jaký je rozdíl mezi toluenem a xylenem?

Uhlovodíky jsou pouze sloučeniny uhlíku a vodíku a lze je rozdělit na dva typy: alifatické uhlovodíky a aromatické uhlovodíky. Ty mají vícenásobné vazby plus speciální druh stabilizace nazývaný aromaticita, která mění způsob, jakým chemicky interagují. Toluen a xylen jsou aromatické uhlovodíky, deriváty benzenu, s chemickým vzorcem C6H6. Kostrové atomy uhlíku v benzenu tvoří to, co připomíná ruské kolo, přičemž šest atomů vodíku odpovídá automobilům. Benzen se mění na toluen a xylen substitucí atomů vodíku methylovými skupinami (CH3-).

Toluen a xylen se liší mírou substituce methylu. Pouze jeden atom vodíku je nahrazen methyl v toluenu, který má chemický vzorec C6H5CH3. Ačkoli v benzenovém kruhu je šest atomů uhlíku, jsou všechny chemicky stejné, jak naznačuje symetrie. Z tohoto důvodu nezáleží na tom, ke kterému uhlíku se methylová skupina váže, protože výsledek je v každém případě stejný. Není třeba číslovat atomy uhlíku kruhu v toluenu, protože každá molekula toluenu je identická, což zjednodušuje zpracování, protože neexistují žádné isomery, které by se separovaly.

Xylen je di-substituovaný benzen, mající dvě methylové skupiny nahrazující dva atomy vodíku. Ve skutečnosti existují tři různé typy nebo izomery xylenu. Atomy v části benzenového kruhu struktury jsou označeny jako jedna až šest. Počínaje uhlíkem s horním kruhem a ve směru hodinových ručiček jsou tyto tři odrůdy ortho-xylen nebo 1,2-dimethylbenzen; meta-xylen nebo 1,3-dimethylbenzen; a para-xylen nebo 1,4-dimethylbenzen. Část benzenového kruhu každé struktury je psána C6H4.

Benzen má vynikající vlastnosti rozpouštědel pro mnoho aplikací. Bohužel benzen poškozuje schopnost těla bojovat s infekcí a byl úzce spojen s vývojem leukémie u pracovníků. Toluen a xylen jsou zvláště důležité jako náhradní rozpouštědla benzenu. Tyto látky se nepoužívají pouze jako rozpouštědla; Jak ukazují známá písmena „TNT“, toluen se používá při výrobě výkonného výbušného trinitrotoluenu. Další užitečný toluenový derivát se vyrábí jednoduchou oxidací jeho methylové skupiny, což vede k kyselině benzoové, která je komerčně důležitým konzervačním prostředkem.

Xyleny mohou být použity společně, jako „xylol“ nebo „smíšené xyleny“, nebo mohou být použity jednotlivě. Jako v případě benzenu a toluenu se jako rozpouštědla používají xyleny. Při syntéze mohou být ortho- a para-isomery xylenu oxidovány na svých postranních řetězcích za vzniku důležitých dikarboxylových kyselin, kyseliny tereftalové a kyseliny ortoftalové. Kyseliny ftalové se používají při výrobě polyesterů, alkydových pryskyřic a změkčovadel. Používají se také při výrobě speciálních chemikálií, jako je antrachinon a fenolftalein.