Метильная группа и бензольное кольцо взаимодействуют друг с другом в молекуле толуола через эффект индукции. Метильная группа обладает электродонорными свойствами и притягивает электрофильные атакующие частицы к бензольному кольцу. Это делает бензольное кольцо более реакционноспособным по сравнению с бензолом, поскольку атомы водорода бензольного кольца становятся менее электронно-плотными и более подверженными замещению.
С другой стороны, бензольное кольцо обладает электроотрицательным зарядом, который может индуцировать электронный дефицит на метильной группе, делая ее более подверженной окислению.
Примеры химических реакций, подтверждающих это влияние:
а) Реакция ацилирования толуола:
C6H5CH3 + CH3COCl -> C6H4(CH3)COCH3 + HCl
Метильная группа увеличивает электронную плотность бензольного кольца, что делает толуол более реакционноспособным по сравнению с бензолом. В результате толуол может реагировать с ацильными группами, образуя соответствующий ацилтолуол.
б) Реакция окисления толуола раствором калия перманганата:
C6H5CH3 + 3KMnO4 + 4H2O -> C6H5COOH + 3MnO2 + 3KOH
Метильная группа обладает электродонорными свойствами, что делает ее более подверженной окислению раствором перманганата калия. В результате метильная группа окисляется до карбоксильной группы, образуя бензойную кислоту.
Таким образом, метильная группа и бензольное кольцо взаимно влияют друг на друга в молекуле толуола, изменяя способность бензольного кольца к замещению и способность метильной группы к окислению.