《芳烃稠环化合物》PPT课件

七、多环芳烃,联苯型多苯脂肪烃稠环芳烃,A.联苯型,命名：以联苯为母体,编号从相连的C开始，后考虑取代基位次最小,2-甲基-3-乙基联苯,化学性质类似于单环芳烃：,联苯的性质与苯相似，苯基是第一类定位基，但由于邻位上的空阻，主要形成对位产物.二元取代反应发生在哪个苯环上，取决于活性大小。,（另外，存在对映异构的条件。立体化学中学习）,B.多苯脂肪烃：,命名时以苯环作为取代基,例：,1，2-二苯乙烯,2-甲基-4-乙基二苯甲烷,性质：与烃基苯相似,C.稠环芳烃,（一）萘（C10H8）(重点),常见的,1、命名,1，4，5，8位,2，3，6，7位,萘,有一个取代基时，可用、命名，也可用阿拉伯数字标明取代基位置。,环上有两个或两个以上取代基时，必须编号。编号须从任一位开始，编完一个环，再编另一环，并考虑取代基的位次。,1-甲基萘-,2-萘磺酸-,6-甲基-1-萘酚,2、萘结构,平面型,C-C键长不完全相等,位电子云密度大,芳香性比苯差：,（电子离域，萘有255.39KJ/mol的共轭能，较稳定有芳香性。但小于2150.72(两单独苯环），稳定性不如苯。）,3、性质,白色片状晶体，m.p.80.2易升华,1）取代反应（比苯易，主要发生于位）,A：卤代,B:硝化：,-萘胺,位比位活泼的原因:,生成取代产物时形成络合物较稳定，因此其活化能较低，反应速率快,生成络合物的共振式如下：,7个共振式，其中4个保持完整的苯环结构,进攻位生成的络合物的共振式为,6个共振式，但只有两个保持了苯环结构,萘的亲电取代反应一般发生在位,C:磺化：,萘与浓硫酸进行磺化反应时，低温反应主要生成-萘磺酸，高温主要生成-萘磺酸：,位的活性高，反应速率快，动力学控制位的产物是稳定性的产物，热力学控制,原因：位活性比位大，反应速度较位快，低温时反应主要发生于位。但-SO3H的体积较大，在位时，与8位C-H平行，空间相互拥挤，因此是不稳定产物。,-取代，动力学控制产物位活泼，但产物不稳定,-取代，热力学控制位不活泼，但产物稳定,磺化反应是可逆反应，形成的-萘磺酸在高温下可转变为稳定的-萘磺酸,应用：制备其它-取代物的桥梁。,D：酰基化反应,酰基进入的位置与反应条件有关,可见：酰基化是合成萘的-取代物的又一条途径。,E：氯甲基化：,-氯甲基萘,（1）原取代基为第一类取代基,发生同环取代：若原有基在位,则新引入基进入另-位，若原有基在位,则进入邻-位：,F、萘亲电取代反应的定位规则,进入的基团可以发生在已有取代基的环上（同环取代），也可以发生在另外一个环上（异环取代）,即邻对位定位基,（2）原取代基为第二类定位基，则异环取代,邻对位定位,例外：,6-甲基-2-萘磺酸,2）氧化反应（比苯易被氧化）,弱氧化醌：,强氧化环破裂,邻苯二甲酸酐,用于合成染料、树脂、增塑剂等,3)还原反应：,萘的一个苯环容易被还原：,四氢萘，萘满沸点207，Tetralin,（二）蒽、菲C14H10,蒽,菲,致癌芳烃：,3，4-苯并芘,1，2，5，6-二苯并蒽,1，2，3，4-二苯并菲,蒽、菲、芘的许多衍生物具有很强的致癌性：,八、芳烃的来源：煤、石油,1、从煤焦油中分离煤焦油（煤干馏的副产品）主要成份苯、甲苯、二甲苯、萘等。,2、芳构化烷烃、环烷烃在一定温度压力,催化剂作用下环化去氢转化为芳烃铂重整。,3、从石油裂解产品中分离,芳烃的鉴别:,1、,显色,九、非苯芳烃和Hckel（4n+2）规则（休克尔）,前面提到的芳烃都具有苯环，结构上是环状共轭三烯，那么是否具有环状共轭体系的多烯都具有芳香性？,1、芳香性的判据Hckel（4n+2）规则,含有4n+2个电子的平面单环共轭体系具有芳香性。,n=0，1，2，3，4,H-NMR判断:环内质子化学位移小，环外质子化学位移大,环辛四烯,有芳香性,12轮烯：,电子数不满足Hckel规则,14轮烯：,电子数满足Hckel规则,环内质子的化学位移为=0ppm，环外质子化学位移为=7.6ppm有芳香性,16轮烯,18轮烯,电子数满足Hckel规则，由于环较大，环内氢没有拥挤，因此有芳香性,非环状平面型非环状共轭非环状共轭共轭共轭,非芳性非芳性非芳性芳性非芳性,其它环状共轭多烯,2、芳香性离子,电子数6个，平面共轭体系,有芳性,环丙烯环丁二烯环庚三烯环戊二烯正离子双正离子正离子负离子,单环共轭体系的分子轨道能级,环丙烯正离子环丁二烯环戊二烯负离子,苯环庚三烯正离子环辛四烯,单环共轭体系的分子轨道能级的特点：所有的成键的分子轨道是满层的,福劳斯特（Frost）方法标画轨道能级图：,画轨道的规律：对于含有n个碳原子的单环共轭体系，当n为奇数时，有1个低的非简并的能级，另外有n-1/2个双重简并能级；当n为偶数时，有一高一低两个非简并的能级，另n-2/2个双重简并的能级。根据轨道能级分布的规律性，可以利用简便的福劳斯特（Frost）方法标画轨道能级图。此法是以|2|为半径画一个圆，若为n个碳原子的单环，就过圆的下顶点做圆的内接正n边形，各内接点的位置表示各轨道的能级，过圆点的直线为非键轨道的能级。,总结,一、单环芳烃命名,苯基、芳基、苄基,二、共振论（了解），会使用。,三、单环芳烃的化学性质,（一）苯环的亲电取代反应,(1)卤代（Cl2,Br2）必须有催化剂,(2)硝化,(3)磺化,（4）付氏（Friedel-Crafts）反应,1）烷基化反应,苯环上只含有-NO2、-CN时不发生烷基化反应：,2）酰基化反应（酰基化试剂是：酰氯、酸酐),（5）氯甲基化反应,1、-H的卤代反应及机理,(二）侧链的反应,2、氧化反应：-H,3、脱氢反应,（三）苯环的加成反应和氧化反应：了解,六、苯环上的亲电取代反应的定位规则,邻对位定位基