芳香烃-完整版PPT课件

1、 苯是一种无色有特殊气味的液体，密度比水小，不溶于水。苯的沸点是801 ，熔点是55，易挥发。一、苯的物理性质（苯有毒！是常用的有机溶剂。）分子式：C6H6最简式：CH结构式结构简式苯的分子结构六个碳原子和六个氢原子都在同一平面上，碳-碳键长均相等，六个碳原子组成一个正六边形，所有键角均为120。 苯的结构碳原子均为2杂化 苯分子中的碳原子均为2杂化，每个碳原子的三个2杂化轨道分别与相邻的两个碳原子的2杂化轨道和氢原子的轨道重叠形成三个键。六个碳原子形成一个正六边形，所有键角均为120o。 每个碳原子上还有一个未参加杂化的轨道，这6个轨道互相平行，且垂直于苯环所在的平面。轨道之间彼此重叠形成一

2、个闭合共轭大键。使电子云分布完全平均化,分子能量大大降低，苯环具有高度的稳定性 。苯分子中键轨道形成大键环平面上下的电子云1、能证明苯分子中不存在单双键交替的理由是 （A） 苯的邻位二元取代物只有一种（B） 苯的间位二元取代物只有一种（C） 苯的对位二元取代物只有一种（D） 苯的邻位二元取代物有二种A现象： 明亮的火焰并伴有大量的黑烟2C6H6 + 15 O2 12CO2+6 H2O点燃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，即：不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。三、苯的化学性质1、氧化反应苯与溴的反应2、取代反应苯与溴的反应a、反应方程式：b、反应条件：无色液体，密度大于水是液溴不是溴水，真正的催化剂是FeB

3、r32、取代反应+ Br2FeBr+ HBr实验制得的粗溴苯带棕色，为什么？c、反应现象：混合液呈现微沸状态（放热反应）；反应器内充满红棕色气体，导管口有白雾，锥形瓶中滴入AgNO3 a q ，出现浅黄色沉淀；烧瓶中液体倒入盛有水的烧杯中，烧杯底部有油状的褐色液体。反应中制取的是粗苯，可能含有： Br2、HBr,苯，FeBr3怎样提纯呢？水洗碱洗水洗干燥蒸馏（得到纯净的溴苯）e、溴苯的提纯：除去溴苯中的溴，用NaOH溶液硝基苯 烃分子中的氢原子被NO2所取代的反应叫做硝化反应硝基:NO2注意与NO2 区别）（）苯与硝酸反应浓H2SO45560NO2+H2O+ HONO2H注意硝基苯的物理性质苯

4、的硝化实验装置图条件*（）磺化反应磺酸基中的硫原子和苯环直接相连（磺酸基：O3H）苯磺酸磺化反应的原理：磺酸基与苯环的连接方式：环己烷3、加成反应+ H2催化剂 催化剂 + H2苯在一定的条件下能进行加成反应。跟氢气在镍的存在下加热可生成环己烷苯也能与2 发生加成反应1、概念：具有苯环（有且只有1个）结构，且在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物。二、苯的同系物判断：下列物质中属于苯的同系物的是（ ） C F 只含有一个苯环，侧链为C-C单键的芳香烃2、通式：CnH2n-6n6判断方法：单环芳烃的命名单环芳烃包括苯、苯的同系物和苯基取代的不饱和烃。 1、一元取代物的命名 一般是以苯作

5、母体，烷基作取代基，称为“某基苯”， 甲（基）苯 乙（基）苯 正丙（基）苯 异丙（基）苯2、二元取代物的命名 两个烷基的相对位置既可用“邻”、“间”、“对”表示，也可用数字表示。若烷基不同，一般较简单的烷基所在位置编号为1。 CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH2CH3CH2CH3C(CH3)3 1,4-二甲苯对二甲苯1,2-二甲苯 邻二甲苯1,3-二甲苯 间二甲苯3-叔丁基乙苯间叔丁基乙苯2-乙基甲苯 邻乙基甲苯3、三元取代物的命名 三个烷基的相对位置可用数字表示，还可用“连、均、偏”来表示。1,2,4-三甲苯偏三甲苯1,2,3-三甲苯连三甲苯1,3,5-三甲苯均三甲苯 4不饱和烃

6、基苯和复杂烷基苯 一般把苯作取代基来命名。 苯乙烯苯乙炔3-苯基丙烯2-甲基-2苯基丁烷练习：苯乙烯苯甲醛苯乙酮苯乙炔苯甲酸苯甲醚苯胺苯磺酸CHCH2CCHCHOCOCH3NH2SO3HCOOHOCH3hCHCH22苯的同系物含有侧链，性质与苯又有不同侧链影响苯环，使苯环上的氢原子比苯更易被取代苯环影响侧链，使侧链能被强氧化剂如酸性高锰酸钾溶液氧化1苯的同系物和苯都含有苯环，性质相似能氧化易取代能加成化学性质不能使溴水褪色2、取代反应FeBr3光注意：条件不同，产物不同+ Br2CH3 |+ HBr+ Br2CH3 |+ HBr甲苯能发生硝化反应2，4，6-三硝基甲苯简称三硝基甲苯，又叫TNT

7、淡黄色晶体，不溶于水，是一种烈性炸药CH3 | |NO2CH3 |NO2O2N + 3HNO3 + 3H2O浓硫酸100CH3（侧链）对苯环的影响：使苯环的邻、对位上的H更易取代。2、氧化反应可燃性可使酸性高锰酸钾褪色KMnO4溶液H+ KMnO4溶液H+ 苯环对侧链的影响：使侧链能被强氧化剂氧化 请分析，下列物质被酸性高锰酸钾氧化之后生成什么产物？KMnO4（H+）思考：如何鉴别苯及其苯的同系物？CH3CH3CH2CH3CHCH3CH3CH3CH3C CH3HHCCCCCCHHHH+三、苯及单环芳烃的性质 单环芳烃大多为无色液体，具有特殊气味，相对密度在086-093之间，不溶于水，易溶于乙

8、醚、石油醚、乙醇等多种有机溶剂。同时它们本身也是良好的有机溶剂。单环芳烃具有一定的毒性，长期吸入其蒸气，能损坏造血器官及神经系统，大量使用时应注意防毒。（一）亲电取代反应H3CC 苯环上的氢原子可以被多种基团取代，可发生卤代、硝化、磺化和傅氏反应 1、卤代反应 苯与氯、溴在铁或三卤化铁等催化剂存在下，苯环上的氢原子被氯、溴取代，生成氯苯和溴苯。卤代仅限于氯代和溴代，卤素的反应活性为：C2 Br2。溴苯+ BrBr 首先溴分子和三溴化铁作用，生成溴正离子和四溴化铁配离子： 溴正离子是一个亲电试剂，其进攻富电子的苯环，生成一个不稳定的芳基正离子中间体（或-配合物）：这步反应很慢，是决定整个取代反应

9、速度的步骤。在芳基正离子中间体中，原来苯环上的两个电子与Br 生成了CBr键，余下的四个电子分布在五个碳原子组成的缺电子共轭体系中。由亲电试剂（Br）进攻富电子的苯环发生的是离子型亲电取代反应。 芳基正离子非常不稳定，在四溴化铁配离子的作用下，迅速脱去一个质子生成溴苯，恢复到稳定的苯环结构。卤代反应历程 2、硝化反应 苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物共热，苯环上的氢原子被硝基（NO2）取代生成硝基苯。 硝基苯为浅黄色油状液体，有苦杏仁味，其蒸气有毒。在硝化反应中，浓硫酸不仅是脱水剂，而且它与硝酸作用产生硝基正离子（NO2）。硝基正离子是一个亲电试剂，进攻苯环发生亲电取代反应。硝化反应历程硝基苯 +H

10、O NO23、磺化反应 苯与98%的浓硫酸共热，或与发烟硫酸在室温下作用， 苯环上的氢原子被磺酸基（O3H）取代生成苯磺酸。 苯磺酸是一种强酸，易溶于水难溶于有机溶剂。有机化合物分子中引入磺酸基后可增加其水溶性，此性质在合成染料、药物或洗涤剂时经常应用。 磺化反应是可逆反应，苯磺酸通过热的水蒸汽，可以水解脱去磺酸基。反应历程： +HO SO3H苯磺酸磺化反应是由三氧化硫中带部分正电荷的硫原子进攻苯环而发生的亲电取代反应。4、傅氏反应傅瑞德尔Friede-克拉夫茨Craft反应 在无水三氯化铝催化下，苯环上的氢原子被烷基或酰基取代的反应，叫做傅氏反应。傅氏反应包括烷基化和酰基化反应。 傅氏烷基化

11、反应:常用的烷基化试剂为卤代烷，有时也用醇、烯等。常用的催化剂是无水三氯化铝，此外有时还用三氯化铁、三氟化硼等。无水三氯化铝与卤代烷作用生成烷基正离子，烷基正离子作为亲电试剂进攻苯环发生亲电取代反应。+ CH3CH2 Cl CH3CH2 C傅氏烷基化反应的历程三个碳以上的卤代烷进行烷基化反应时，常伴有异构化（重排）现象发生：傅氏酰基化反应： 常用的酰基化试剂为酰氯或酸酐。苯乙酮 傅氏酰基化反应的历程：乙酰氯乙酐当苯环上连有强吸电子基如硝基、羰基时，苯环上的电子云密度大大降低，不发生酰基化反应。5、苯的同系物与卤素的反应 （1）在紫外光照射或高温条件下，苯环侧链上的氢易被卤素（氯或溴）取代。（属

12、于自由基即游离基反应） 氯化苄 苯二氯甲烷 苯三氯甲烷侧链为两个或两个碳以上的烷基时，卤代反应主要发生在-碳原子上。-氯代乙苯9%-氯代乙苯91%（2）在铁或三卤化铁催化下，苯环上氢易被卤素取代，主要取代侧链邻位和对位上的氢。 （属于亲电取代反应），邻氯乙苯 对氯乙苯小结：常见的几类苯环上的亲电取代反应卤代反应硝化反应磺化反应烷基化反应酰基化反应Friede-Craft 反应（傅克反应） 苯环比较稳定，但在催化剂、高温、高压、或光照，也可发生某些加成反应，如加氢、加卤素等。2加成反应环己烷 六氯环己烷 属于游离基型的加成反应 3、苯的同系物的氧化反应苯环上的侧链易被氧化, 氧化反应总是发生在-

13、碳原子上，不论侧链长短，-碳原子都被氧化成羧基。间苯二甲酸 苯甲酸 注意：侧链的-碳原子上无氢原子，侧链不能被氧化。 C(CH3)3COOHCH3C(CH3)3KMnO4 /H+在剧烈的条件下，苯环可被氧化生成顺丁烯二酸酐。 - 紫红色褪去结论:苯不能使高锰酸钾溶液褪色，苯的同系物（-碳原子上有氢原子）能使高锰酸钾溶液褪色四、苯环上取代基的定位效应及应用 1、定位规则 苯环上已有的取代基不仅影响第二个取代基进入苯环的难易，而且还影响其进入苯环的位置作用，称为苯环上亲电取代反应的定位效应，苯环上原有的取代基称为定位基。 甲苯进行硝化反应时，硝基主要进入甲基的邻位和对位，并且该硝化反应比苯容易。硝

14、基苯再进行硝化反应时，硝基主要进入原硝基的间位，并且该硝化反应比苯困难。易难（1）邻、对位定位基 能使苯环活化（卤素除外），即第二个取代 基的进入比苯容易，第二个取代基主要进入它的邻位和对位。常见的邻、对位定位基（定位能力由强到弱排列）有：-NR2,-NH2,-OH,-OR,-NH-COR,-O-COR,-CH3（-R）,-Ar,-（C、,Br,I）活化苯环 钝化苯环 邻、对位定位基的结构特点:1、与苯环相连的原子均以单键与其他原子相连，2、与苯环直接相连的原子大多带有未共用电子对或带负电荷）。（2）间位定位基 这类定位基能使苯环钝化，即第二个取代基的进入比苯困难，同时使第二个取代基主要进入它

15、的间位。-NR3、-NO2、-CN、-O3H、-CHO、 -COOH常见的间位定位基（定位能力由强到弱排列）有：苯环钝化间位定位基的结构特点：与苯环直接相连的原子带正电荷，或以重键与电负性较强的原子相连接。 2、定位规则的解释（1）邻、对位位定位基CHHH- 一般来说它们是供电子基（卤素除外），为致活基团，可以通过-共轭效应或I效应向苯环提供电子，使苯环上电子云密度增加，尤其在邻、对位上增加较多。因此取代基主要进入邻、对位，而且取代比苯容易。 间位定位基均是吸电子基，为致钝基团，它们通过吸电子诱导效和吸电子共轭效应使苯环电子云密度降低，尤其是邻、对位降低的更多，所以亲电取代主要发生在电子云密度相对较高的间位，而且取代比苯困难。（2）间位定位基+30+59%4%37%3、定位规则的应用OHSO3HCNBr93.3%6.4%0.3%+95100+(发烟)（1）（2）（3）（1）以苯为原料合成间硝基氯苯 （2）以甲苯为原料合成间溴苯甲酸 练习：ClNO2FeCl2NO2HNO3H2SO4BrCOOHBr2FeCOOHKMnO4 /H+CH3一、萘萘是有光亮的白色片状晶体，熔点802 oC ，沸点218 oC，不溶于