有机化学课件7-1

1 芳烃的 分类2 单环 芳烃的异构和 命名3 苯 的 结构4 单环芳烃的物理性质 和光谱性质5 单环芳烃的 化学性质6 苯环上亲电取代反应的定位 规律第 七章 芳烃9 稠环芳烃10 芳香性 和非苯芳烃11 多官能团化合物的命名12 芳烃的来源7 二元取代苯的定位规律8 定位规律在有机合成上的应用族化合物(Aromatic compounds)芳烃及其衍生物（分子中含有苯环结构）非苯芳烃及其衍生物特点l高度不饱和， 但 环具特殊的稳定性，不易进行加成反应和氧化反应 ，易进行取代反应；l低的氢化热和燃烧热，具特殊稳定性；l成环原子之间的键长趋于平均化，在核磁共振谱中显示与苯相似的化学位移；l结构符合 “Hckel”规则； 芳香一、芳烃的分类、同分异构现象和命名多环芳烃联苯 二苯基甲烷稠环芳烃萘 蒽 菲 单环芳烃甲苯 异丙苯1、芳烃的分类2、构造异构 当芳环侧链上的 C原子为 3个以上时， 产生 构造异构 ： 当苯环上连有 2个以上的取代基时， 产生 位置异构 ：1,2-二甲苯 1,3-二甲苯 1,4-二甲苯异丙苯 (枯烯 )丙苯3、 命名 （ 1） 简单的芳烃 母体：苯环取代基 ： 烷基名称： “某烷（基）苯 ”甲 苯 异丙 苯（ 2）当 苯环上连有两个以上取代基时，需标明取代的相对位次1,2-二甲 苯邻 二甲苯o-二甲苯1,3-二甲 苯间 二甲苯m-二甲苯1,4-二甲 苯对 二甲苯p-二甲苯例：具有二个相同 取代基的苯：1,2,3-三甲苯连 三甲苯1,2,4-三甲苯偏 三甲苯 1,3,5-三甲苯均 三甲苯例：具有三个相同取代基的苯官能团优先次序 (p108表 7-2） ：（ 3）具有不同取代基的）具有不同取代基的 苯环化合物的命名苯环化合物的命名 （多官能团化合物的命名）（多官能团化合物的命名）l选母体 ： 取代基均视为 “官能团 ”；比较 “官能团 ”优先次序 （ p108) ；以 “较优的官能团 ”为母体l命名： 取代基 位次及 名称 （较 “优 ”取代基接近母体）+ 母体名称4-羟基 - 3-甲氧基苯甲醛 l 编号：母体官能团位置 为 1，遵循所有取代基编号 “最低系列 ”1234l比较取代基的优先 次序（ 次序规则比较 ） ：除去官能团剩余取代基的次序比较-OCH3 -OH（ 4） 当苯环与较长、较复杂烃基相连或烃基连有多个苯环，或是与不饱和基相连时，苯环作取代基二、 苯的结构 Kekul 结构式 :或 或lC均为 sp2杂化 ，碳碳键长相等，分子 结构是平面正六边形；l 6个 P轨道组成 闭合的 轨道， 电子云分布于苯环的上下两侧 ；l 与一般烯烃不同， 不饱和性不明显 ；l一般条件下不易进行加成和氧化反应，具有较大的稳定性。苯的结构 特性三、 单环芳烃的物理性质物态： 苯及同系物一般为无色液体。比重： 密度小于 1。气味： 有特殊气味、有毒。溶解度： 不溶于水，易溶于有机溶剂和一些极性非质子溶剂。熔点： 二取代苯 ：对位异构体 邻位异构体、间位异构体 对称性高、结晶能最大 应用：利用熔点高的异构体易结晶特性， 采用 结晶 方法从邻间位异构体中分离对位异构体四、 单环芳烃的化学性质芳烃苯环上的反应芳烃侧链（烃基）上的反应化学性质（ 1） 亲电取代反应 (Electrophilic Substitution) 1 芳烃苯环上的反应当芳环与亲电试剂作用时，发生取代反应：供电体 : 苯环（苯环上的 电子云分别位于环的上方或下方，相当于一个电子源）亲电体 : E+, Lewis 酸芳环上的亲电取代反应 : 试剂中的亲电部分从芳环上取代一个 H原子：芳环上亲电取代反应的类型硝化磺化 烷基化酰基化卤化氯甲基化催化剂： FeCl3, FeBr3 和 AlCl3. 卤化 (Halogenation)39 55 6 60% 39% 1%主要为邻对位取代物芳烃活性： 烷基苯 苯 卤代苯苯的溴化取代反应机理 ：第一步 : 催化剂与卤素形成络合物， 极化 Br2络合物第二步： 极化了的溴进攻苯环，形成 络合物即生成苯碳正离子中间体。此步骤是决定反应速率的一步。络合物第三步 ： 络合物 失去质子恢复芳香体系（先加成 ,后消除反应：总效果为 H 被 Br 取代） 硝化反应硝化剂：浓 HNO3 + 浓 H2SO4（简称混酸）93% 6% 1%59% 37% 4%间位取代为主要产物邻、对位取代为主要产物底物活性：烷基苯 苯 硝基苯反应机理 :第一步 : 亲电试剂的生成第二步 : NO2作为亲电试剂，进攻苯环第三步 : 失去氢，恢复芳香体系+络合物 （关键步骤）（先加成 ,后消除反应：总效果为 H 被 NO2 取代） 磺化反应 (Sulfonation)磺化剂： 浓 H2SO4 或 发烟 H2SO4主要产物 :间位取代0 43% 53% 4%100 13% 79% 8%主要产物 :邻、对位取代原因 :空间效应底物活性：烷基苯 苯 苯磺酸磺化 反应特点 ：可逆反应（ 强酸利于磺化反应进行，酸的热水溶液利于脱磺基反应进行）应用 : 如制备 纯邻氯甲苯反应机理 :第一步 : 亲电试剂的生成第二步 : SO3作为亲电试剂，进攻苯环第四步 : 质子转移，生成苯磺酸第三步 : 失去氢，恢复芳香体系络合物 （关键步骤）（先加成 ,后消除反应：总效果为 H 被 SO3H取代） Friedel-Crafts 反应 烷基化反应酰基化反应常用催化剂 ： AlCl3、 FeCl3、 ZnCl2、 BF3、 H2SO4常用烷基化剂 ： RX、 RCH=CH2 、 ROH常用酰基化剂 ： RCOCl、（ RCO)2O、 RCOOH烯烃和酸 醇和 Lewis酸(56%)环己基苯 (65%)苯乙酮反应机理 :第一步 碳正离子的生成：第二步 碳正离子作为亲电试剂进攻苯环，形成 新的 CC 键 : 第三步 失去质子，生成烷基苯： 络合物 （关键步骤）（先加成 ,后消除反应：总效果为 H 被 R取代）u 当芳环上连