有机化学 芳香烃

第二节芳香烃 烃 仅由碳 氢两种元素组成的化合物 烃的分类 回顾 复习旧知 1 脂环烃的结构 2 脂环烃的命名 3 脂环烃的化学性质 催化加氢 加成反应 取代反应 小环开环加成 大环取代反应 1 熟悉苯环的结构特征2 掌握芳香烃的命名3 掌握苯的重要反应 学习要求 一 苯分子的概念与结构 闭合的六个原子六个电子的共轭体系 苯分子中的大 键 1 芳香烃 一般是指分子中含苯环的烃 2 芳香烃的结构 苯的结构式 苯的凯库勒式结构 苯的结构式 苯的分子式 C6H6 或 大 键 芳香烃 具有芳香性的碳氢化合物 芳香性 1 具有稳定的环系 2 易于取代 难于加成和氧化 二 芳香烃的分类 含有苯环的有机化合物称为芳香族化合物 把分子中含有苯环结构的烃称为芳香烃 1 单环芳香烃 分子中只含有一个苯环的芳香烃称为单环芳香烃 苯 甲苯 苯乙烯 2 多环芳香烃 分子中含有两个或两个以上独立苯环的芳香烃称为多环芳香烃 根据苯环的连接方式的不同 多环芳香烃又可以分为联苯 联多苯和多苯代脂肪烃 联苯 多苯代脂肪烃 联多苯 3 稠环芳香烃 分子中含有两个或多个苯环共用两个相邻碳原子的芳香烃 称为稠环芳香烃 萘蒽菲 1 芳基的概念 芳烃分子中 去掉一个氢原子后 剩下的基团称为芳基 用 Ar表示 重要的芳基有 三 芳香烃的命名 一 单环芳香烃的命名以苯环为母体 以烃基为取代基 称为某烷基苯 甲 基 苯乙 基 苯异丙 基 苯 当苯环上连有两个或两个以上取代基时 可用阿拉伯数字标明其相对位次 若苯环上连有两个相同取代基时 常用邻或o 间或m 对或p来标明它们的相对位次 1 2 二甲苯1 3 二甲苯1 4 二甲苯 邻 二甲苯间 二甲苯对 二甲苯 当苯环上有三个相同的取代基 可用阿拉伯数字标记取代基的位置 也可用连 偏 均表示其相对位次 1 2 3 三甲苯1 3 5 三甲苯1 2 4 三甲苯 连 三甲苯均 三甲苯偏 三甲苯 当苯环连接较复杂的烃基或不饱和烃基时 常以苯环为取代基进行命名 2 甲基 4 苯基己烷苯乙烯 654321 二 多环芳烃的命名多苯代脂肪烃命名时 以脂肪烃为母体 以苯环为取代基 1 3 二苯基丙烷 123 三 稠环芳烃的命名简单稠环芳烃给予特定名称 每种稠环上碳原子的编号有所不同 萘蒽菲 1 2 3 4 5 6 7 8 8 9 1 2 3 4 10 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 萘的一元取代物可用 来命名 二元或多元取代物异构体较多 命名时用阿拉伯数字标明取代基的位次 萘磺酸1 3 5 三甲基萘 四 单环芳烃的物理性质 苯及其同系物一般为无色液体 密度比水小 不溶于水 易溶于石油醚 醇 四氯化碳等有机溶剂 单环芳烃的密度比碳原子数相同的脂肪烃大 一般在0 8 0 91g cm 3之间 一些常见单环芳烃的物理性质 五 单环芳烃的化学性质 芳香性 难加成 难氧化 易取代的性质是芳香族化合物所共有的 统称芳香性 虽然不易发生加成和氧化 但在一定的催化条件下也可发生 1 卤代反应 三卤化铁的作用 促使卤素分子极化而离解 一 取代反应 比较 条件不同取代位置不同 2 硝化反应 与硝酸反应 硝基苯 邻硝基甲苯 对硝基甲苯 3 磺化反应 与硫酸反应 在药物分子中引入磺酸基 可以增加药物的水溶性 4 傅瑞德尔 克拉夫茨烷基化反应 傅 克反应 Friedel Crafts 烷基化 酰基化 傅 克烷基化反应 取代反应小结 1 甲苯比苯更容易发生取代反应 2 卤代 硝化 磺化均为取代反应 3 发生取代反应的部位与原有的取代基有关 甲基是邻对位定位基 二 加成反应 1 催化加氢 2 与氯气加成 六六六 具有杀虫活性 三 芳烃侧链的反应 1 氯代反应 2 氧化反应 在过量氧化剂存在下 无论支链长短 最后都氧化成苯甲酸 说明 的活泼性 注意 叔丁基苯由于无 在一般情况下不氧化 均有 直接氧化成苯甲酸 MnO4 H2O 练习 六 苯环上取代反应的定位规律 一 两类定位基 1 邻对位定位基 第一类定位基 使苯环活化 卤素除外 2 间位定位基 第二类定位基 间位定位基能使苯环钝化 取代基的定位效应 稠环芳香烃 稠环芳烃是指分子中含有由两个或多个苯环共用两个相邻碳原子稠合而成的芳烃 萘分子中 位电子密度最高 位其次 中间两个共用碳原子的电子密度最低 在蒽和菲分子中 9 10位电子密