高中化学竞赛 有机化学第4章 芳香烃-ding

本章重点：1.苯分子的结构特点；2.单环芳烃的命名及化学性质；3.定位规则的应用；4.利用休克尔规则判断芳香性。本章难点：定位规则的理论解释；定位规则的应用；利用休克尔规则判断芳香性。,第四章芳香烃,芳香烃：分子中含有苯环结构的碳氢化合物。按分子中苯环的多少将芳烃分为：单环芳烃、多环芳烃等。,1、单环芳烃分子中只有一个苯环的芳烃,芳香烃的定义及分类,2、多环芳烃分子中含有两个或两个以上苯环的芳烃。根据苯环连接的方式不同分为：多苯代脂肪烃，连苯烃，和稠环芳烃。,（1）多苯代脂肪烃脂肪烃分子中两个或两个以上氢原子被苯基取代的化合物,三苯甲烷,1，2-二苯乙烯,（2）联苯烃两个或两个以上苯环分别以单键相连而成的多环芳烃。,（3）稠环芳烃两个或两个以上苯环彼此共用两个碳原子而成的多环芳烃。,环丙烯正离子,3非苯芳烃分子中不含苯环的芳香烃。,奥,异构现象,一、单环芳烃的异构现象及命名,第一节单环芳烃,1当苯环上连有烷基、卤、硝基时，苯环为母体，称*苯,命名,2当苯环上连有烯基、醛、酮、羧基等，苯环为取代基，称苯*,3当环上连有不同的取代基时，命名时排在前面基团和芳环一起决定母体的名称，排在后面的基团作为取代基，遵循编号规则进行编号。,命名时基团的先后顺序,4氯苯甲醛,1,2二溴苯,3硝基苯甲酸,例,对氯苯甲醛,邻二溴苯,4氨基2羟基苯甲酸,2苯基庚烷,当苯环连有复杂的取代基时，苯基为取代基,E-2-苯基-2-戊烯,【命名】,1-甲基-4-叔丁基苯,3-苯基丙烯,2-甲基-4-苯基戊烷,1865年德国化学家凯库勒创造性地提出苯的环状结构式,苯的凯库勒结构式,二、苯的结构,苯分子结构的近代概念,取代反应,1.卤代反应,四、单环芳烃的化学性质,2.硝化反应,3.磺化：,4.FriedelCrafts反应,(1)FC烷基化反应:,(2)FC酰基化反应：,(1)FC烷基化反应有异构化、多烷基化现象，当苯环上连有吸电子基时，难发生。（2）FC酰基化反应无异构化、多烷基化现象，当苯环上连有吸电子基时，难发生。,1.苯环氧化:,氧化反应,2.烷基苯的氧化(侧链氧化)：,无论烷基侧链的长短，含-H的烷基苯的氧化产物通常都是苯甲酸。不含-H的烷基苯不被氧化，用于鉴别,侧链-H卤代反应,加氢反应,亲电取代反应：由亲电试剂的进攻而引起的取代反应。,+H+,亲电试剂-配合物-配合物,五、亲电取代反应历程,慢,-配合物,活泼亲电试剂的生成：,烷基化反应：,正碳离子证据,思考：如何制备,1.第一类定位基(即邻对位定位基),O-、N(CH3)2NH2OHOCH3NHCOCH3OCOCH3CH3X等。,这类定位基可使苯环活化(卤素除外),又叫致活基。,六、苯环上亲电取代反应的定位规律,2.第二类定位基（即间位定位基）,N+(CH3)3NO2CNSO3HCHOCOOHCOORCONH2等.,这类定位基可使苯环钝化，又叫致钝基。,一元取代苯的定位规律,二元取代苯的定位规律,1.环上原有两个取代基为同一类定位基,由定位能力强的定位基决定。如：,2.原有两个取代基为不同类定位基：由第一类定位基决定。,【例】,甲苯为例:,定位规律的理论解释,1.邻、对位定位基,(1).从电子效应来解释,(2).从-配合物的稳定性解释,苯酚为例:,卤苯为特例:,诱导效应决定反应的速度，共轭效应决定反应的方向,2.间位定位基,硝基苯为例:,1.比较亲电取代反应的活性顺序,2.预测反应主产物：,定位规律的应用,3.选择合理的合成路线：,【例】,2.预测反应主产物：,3.选择合理的合成路线：,【例1】,【例2】,【例3】,第二节稠环芳香烃,稠环芳烃是指多个苯环共用相邻的两个碳原子而组成的多环体系。,萘的、位也叫做位,、位叫做位,萘的编号,萘的结构与命名：,位的电子云密度大于位,一、萘,命名规律：1.4个位均可为12.保证命名时排在前面的基团位次最低3.遵循编号规则,4-甲基-2-萘磺酸,1，4-二甲基萘,1，5-二甲基萘,2-甲基萘,1.取代反应,萘的性质：,F-C酰基化反应：,NAA是一种植物生长激素，能促使植物生根、开花、早熟、高产，对人畜无害。,F-C烷基化反应：,3.氧化反应,邻苯二甲酸酐,2.加成反应,1，2，3，4-四氢萘,十氢萘,萘的定位规律：1.先判断活泼苯环2.尽可能在位，3.遵循定位规律4.考虑位阻效应,【例1】,【例2】,第三节非苯芳烃,非苯芳烃：不含苯环但有类似苯的结构和性质的芳香族化合物。,休克尔规则：,凡是电子数具有（为，等正整数）个,成环的碳原子共平面且形成封闭共轭体系的化合物，都具有芳香性。,不具有芳香性（不是共轭体系）,(2)氢化热和燃烧热比相应的非环体系低，而显示出特殊的稳定性.,芳香性：,(1)与苯类似，容易发生亲电取代反应，而不易发生加成、氧化.,化合物的芳香性顺序是：苯萘菲蒽。,判定下列化合物是否具有芳香性：,无,有,有,无,有,无,有,无,有,往年试题类型：,1命名