有机化学教学课件：7.2 单环芳烃的命名和性质

1、2021/3/13,7.2 芳烃的异构和命名,2021/3/13,如果苯环上连有连有较复杂基团，不饱和烃基或多个苯环时，则把苯作为取代基来命名,2021/3/13,表位次,2021/3/13,SO3H,COOH,取代基的编号和列出次序同烷烃,主官能团的先后顺序,前面的为母体，后面的为取代基,2021/3/13,苯的三元取代物有时用连、偏、均来表示,例如,2021/3/13,3、芳基,芳烃分子中去掉氢原子所剩下的部分，用Ar表示,2021/3/13,7.3 单环芳烃的来源和制法,2021/3/13,脱氢、环化和异构,2021/3/13,7.4 单环芳烃的物理性质,单环芳烃不溶于水，比重小于1，b

2、.p随分子而， 对位异构体的熔点比邻、间位的高。对称性好，晶格能大。 单环芳烃的IR谱图特征： CH ：伸缩振动31003010cm-1； 16251576； 15251475cm -1处苯环骨架伸缩振动； 900650cm-1处(指纹区)一系列CH面外弯曲振动可提供苯环上的取代信息。 单环芳烃的NMR谱图特征：苯氢7.25,2021/3/13,一） 芳环上下被离域的电子所笼罩，属于电子给予体，容易与亲电试剂发生取代反应,7.5 单环芳烃的化学性质,苯为闭环共轭体系，电子高度离域程度大， 体系稳定，在一般化学反应中，芳香环不易开环,缺电子或带正电的试剂,2021/3/13,二） 在特定条件下，

3、共轭体系也可以发生加成反应，生成脂环化合物；或可能开环氧化为链状化合物。 （三）当苯环带有取代基时，则该芳烃在一定程度上，具有相应取代基的化学性质,亲电加成,亲电取代,2021/3/13,单环芳烃最重要的亲电取代反应有： 硝化、卤化、磺化、烷基化、和酰基化,一）、亲电取代反应,2021/3/13,苯环上亲电取代反应机理,亲电试剂首先进攻,第一步先生成中间体络合物。决速步。 失去质子，重新恢复苯环的稳定结构,芳正离子,sp3,sp2,sp2,加成,消除,2021/3/13,芳正离子,为何正电荷只在 邻、对位,的共振式（ 54,2021/3/13,实验已经证实芳正离子的存在,2021/3/13,苯

4、亲电取代反应进程能量变化曲线图,放热反应,2021/3/13,1 卤化反应,与卤素反应。催化剂：Fe粉或FeX3, ,AlX3,苯的溴化反应中，增加反应时间或增大反应物中卤素的比例，可形成以邻二溴苯和对二溴苯为主的产物,1,2,2021/3/13,卤化反应机理,无Fe或FeX3存在时，苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色（不反应）。有Fe或FeX3存在时，苯可与溴或氯发生反应,FeX3的作用是促进X2极化离解,2021/3/13,在光照条件下,使氯与沸腾的甲苯作用，不用催化剂Fe或FeX3，卤代反应发生在甲基上，反应比甲烷容易,自由基反应,2021/3/13,2 硝化反应,与混酸-浓硫酸和浓硝酸的混合

5、物反应,2021/3/13,硝化反应机理,硝化反应中进攻试剂是NO2+，浓硫酸的作用促进NO2+的生成,亲电试剂,络合物,2021/3/13,3 磺化反应,与浓硫酸或发烟硫酸反应,2021/3/13,与烷基芳烃不同，如果苯环上已有硝基或磺酸基存在时，再进行取代反应就比较困难了。并且第二个取代基主要进入硝基或磺酸基的间位,2021/3/13,磺化反应机理,用硫酸进行磺化反应时，进攻试剂是三氧化硫,亲电试剂,络合物,H,2021/3/13,特点：可逆反应,络合物脱去H+和脱去SO3两步的活化能（E1和E2）相差不大，而且它们的反应速度比较接近，因此无论是正反应还是逆反应都有可能,2021/3/13

6、,4 FriedelCrafts反应,催化剂 FeCl3、SnCl4、ZnCl2 、 HF、H2SO4，H3PO4、BF3,芳烃与卤代烷或酰卤在Lewis酸的催化作用下，芳环上的氢被烷基或酰基取代 ，分别称为傅-克烷基化或傅-克酰基化,酰基,酰卤: RCOCl,2021/3/13,A）烷基化,2021/3/13,1）烷基化反应机理,亲电试剂,络合物,路易斯酸,路易斯碱,苯环烷基化反应中，AlCl3的作用是与卤烷起反应，加速R+的生成,2021/3/13,烷基化剂：卤代烷，烯烃或醇,例如,2021/3/13,又如,烷基化的异构,2021/3/13,2）烷基化的异构（碳正离子的重排,如何制备正烷基

7、苯,当烷基化试剂有较长碳链时，在反应中会化生异构化,2021/3/13,苯和2-甲基-1-氯丙烷反应，生成物只有叔丁基苯。原因：叔碳正离子的稳定性大于伯碳正离子,2021/3/13,当苯环上有强的吸电子基（如硝基）时，不发生烷基化反应,由于苯环上引入烷基后，生成的烷基苯比苯更容易进行亲电取代反应，因此烷基化常有多烷基苯的生成,3）取代基的影响,2021/3/13,B) 酰基化,芳烃在无水三氯化铝的催化下与酰卤作用， 芳环上的氢被酰基取代,l,2021/3/13,酰基化历程,芳正离子,酰基正离子,2021/3/13,1 ）酰基化反应三氯化铝的用量必须过量 由于反应后生成的酮还会与AlCl3相络合

8、，因此需要再加稀酸处理，才能得到游离的酮。傅-克烷基化反应则不用,与傅-克烷基化的比较,2） 酰基化反应生成一元取代的产率一般比较高 由于酰基使苯环的钝化，当第一个酰基取代苯环后，反应就不再继续。这也是和烷基化反应的一个重要不同,2021/3/13,3 ）酰基化反应不会发生重排,2021/3/13,二）、加成反应,1.加氢,与不饱和烃相比，芳烃要稳定得多，只有在特殊的条件下才发生加成反应,2021/3/13,2.与氯加成,自由基加成历程,2021/3/13,三）、芳香侧链反应,1、氧化反应 苯环很稳定只有在剧烈的条件下才会发生氧化。 含H的侧链容易氧化成甲酸,2021/3/13,虽然苯环在一般条件下不被氧化，但在特殊条件下，也能发生氧化而使苯环破裂,2021/3/13,2、氯化反应,在高温或光照条件下，烷基苯与卤素发生反应，反应部位发生在与苯直接相连的烷基碳上,与甲烷的氯化相似，但甲苯氯化时，反应容易停留在生成苯基氯甲烷阶段。这是因为氯化反应进