第四章 环烃-芳香烃.ppt

第四章环烃 苯和芳香烃 本章重点讲解 1 芳香烃的分类和命名2 苯环的结构3 苯环的化学性质4 苯环的亲电取代反应定位规则5 非苯芳香烃和休克尔规则 5 1芳香烃的分类和命名 1芳香烃的分类 2芳香烃的命名 一取代苯1 苯为母体2 苯为取代基 单环芳烃 分子中只有一个苯环 邻氯苯甲醚间甲苯酚对甲苯甲酸 邻二甲苯间二甲苯对二甲苯 1 两基团相同有三种异构体 邻 o 间 m 对 p 二取代苯 2 两基团不同主管能团与苯环一起作母体 另一个作取代基 间氯苯酚对甲苯磺酸邻氨基苯甲醛 二取代苯 1 三基团相同1 2 3 连 1 2 4 偏 1 3 5 均 三取代苯 连三甲苯偏三甲苯间三甲苯 2 氨基 5 羟基苯甲醛3 氨基 5 溴苯酚 2 三基团不同 先定主管能团并编号为1 取代基位号尽可能小 写名称 次序规则小的基团优先 三取代苯 2 氨基 5 羟基苯甲醛 3 硝基 2 氯苯磺酸 当分子中有多个官能团时 排在前面的官能团总是主官能团 官能团的顺序为 COOH SO3H COOR CONH2 CN CHO COR OH NH2 C C 苯环 R X NO2 多环芳烃 通过单键或其他原子相连 三苯甲烷1 2 二苯乙烯 联苯1 4 联三苯 稠环芳烃 两个或以上苯环共用边而成的环系 萘 蒽 菲 5 2苯环的结构 凯库勒 kekule 结构式 平面分子正六边形碳碳键长均等 140pm 键角120o Csp2 C C 键和C H 键 p轨道形成大 键 电子云分布在平面上下 环闭共轭体系 能量降低稳定 键长平均化 结构稳定 难加成 难氧化 易取代 5 3苯环的化学性质 1苯环上的亲电取代反应 亲电试剂 络合物 络合物产物 1 1卤代反应 卤素的活性为 F2 Cl2 Br2 I2 1 2硝化反应 硝化试剂 浓硝酸 浓硫酸 1 2 1 3磺化反应 苯环上的氢被磺酸基 SO3H 取代 除水 加过量苯有利于正反应 稀酸 加热有利于逆反应 可作位置保护基用于有机合成 1 4傅 克 Friedel Crafts 反应 1 傅 克烷基化反应 反应机理 亲电试剂是烷基正离子 伴随碳正离子重排 常用的催化剂 路易斯酸 质子酸 烷基化试剂 卤代烷 烯 醇等 反应局限性 含吸电子基的芳烃不发生F C反应 2 傅 克酰基化反应 可用于制备芳香酮 双官能团化合物或直链取代烷基苯 反应的局限性 芳环上有吸电子基如 硝基 羰基等不发生F C酰化反应 Clemmensen还原法Zn Hg HCl 2苯环上取代反应的定位效应及反应活性 定位效应 o p 40 20 60 m 40 苯环上已有基团对第二个取代基进入位置产生制约作用 邻对位定位基 类定位基 致活的邻对位定位基 除卤素外 X为致钝的邻对位定位基 1 与苯环相连的原子有极性双键 2 与苯环相连的是带正电荷的原子或强的吸电子基 如 间位定位基 II类定位基 4 二取代苯的定位效应 1 原有取代基定位效应一致 第三个取代基进入它们共同确定的位置 2 两个取代基定位效应相矛盾 由基团致活能力顺序判断第三个基团取代的位置 两个基团不同类 定位效应受邻对位取代基控制 两个取代基为同一类 定位效应受致活能力较强的基团控制 两个取代基定位效应接近 难预测主要产物 为混合物 5烷基苯的反应 1 侧链氧化 有 H的烷基苯 氧化成苯甲酸 2 侧链卤代 5 4非苯芳烃和休克尔规则 1芳香性 广义上讲芳香性指 分子必须是平面的闭合共轭体系容易发生亲电取代反应 难于发生加成反应具有较高稳定性 2休克尔 H ckel 规则 环闭的共轭体系 共轭体系中成环的原子处于同一平面 其 电子数为4n 2时 n 0 1 2