有机化学环烃

例：

（2）环烯烃的命名a.称为环某烯。b.以双键的位次和取代基的位置最小为原则。第1页/共37页第一页，共38页。例如：环烷的结构

(structures

ofalicyclichydrocarbons)环的稳定与环的结构有关第2页/共37页第二页，共38页。五元以上的环会不会因环数增大而不稳定？比较单位CH2燃烧热(ΔH)kJ/mol环张力：比烷烃CH2高出的能量。角张力(拜尔张力)：与正常键角偏差而引起的张力。环烷烃的张力越大，能量越高，分子越不稳定。第3页/共37页第三页，共38页。环己烷的构象

椅式船式典型构象稳定性：椅式构象环己烷

>船式构象环己烷室温下，平衡有利于椅式构象（优势构象）。a键：直立键(竖键)

(axialbonds)e键：平伏键(横键)(equatorialbonds)第4页/共37页第四页，共38页。构象的翻转a键转变成e键，e键转变成a键；环上原子或基团的空间关系保持。一取代环己烷的构象第5页/共37页第五页，共38页。*

平衡有利于-CH3处于e键的构象(优势构象)。*

如果环己烷有多个取代基，则e键上的取代基最多的构象为优势构象。环上有不同取代基时，体积大的连在e键上的构象最为稳定。练习：指出下列构象异构体中哪一个是优势构象？优势构象脂环烃的性质(propertiesofalicyclichydrocarbon)

1．催化氢化第6页/共37页第六页，共38页。2．与溴的作用第7页/共37页第七页，共38页。

五、六元环烷烃及高级环烷烃的性质与烷烃相似，在光照的条件下，发生环上氢原子的卤代反应。

环丙烷对氧化剂稳定，不被高猛酸钾、臭氧等氧化剂氧化。故可用高锰酸钾溶液来区别烯烃与环丙烷衍生物。环烃性质小结：a．小环烷烃（三、四元环）易加成，难氧化，似烷似烯。普通环以上难加成，难氧化，似烷。b.环烯烃具有其相应烯烃的通性。第8页/共37页第八页，共38页。Ⅱ芳香烃(aromatichydrocarbon)芳香烃芳香烃的分类及命名(classificationandnomenclaturearomatichydrocarbon)第9页/共37页第九页，共38页。1．单环芳香烃一元取代苯：

甲苯

异丙苯二元取代苯：

苯为母体1,2-二甲苯(邻二甲苯)

(o-二甲苯)1,3-二甲苯

(间二甲苯)

(m-二甲苯)

1,4-二甲苯

(对二甲苯)(p-二甲苯)

第10页/共37页第十页，共38页。三元取代苯：1,2,3-三甲苯（连三甲苯）

1,2,4-三甲苯（偏三甲苯）

1,3,5-三甲苯

（均三甲苯）

芳基：苯基

对甲苯基

苯甲基（苄基）

结构复杂的芳烃：2-甲基-4-苯基戊烷

3-苯基-1-丁烯

第11页/共37页第十一页，共38页。多官能团的苯环：

把最优先基团和苯环连在一起作为母体，其他基团作为取代基。官能团的优先次序：—COOH＞—SO3H＞—COX＞—CONH2＞—CN＞—CHO＞ROH＞ArOH＞—SH＞—NH2＞—R＞—X，—NO2

3-硝基甲苯

3-甲基苯酚

3-羟基苯磺酸

练习邻乙基甲苯（2-乙基甲苯）2-氨基-5-羟基苯甲醛(Z)-2,3–二甲基-4-苯基-3-己烯注意与立体化学顺序规则（P16）不同

第12页/共37页第十二页，共38页。2．多环芳香烃联苯（联苯烃）

二苯甲烷（苯代脂肪烃）萘（稠环芳烃）

一、单环芳烃（monocyclicaromatichydrocarbon）苯的结构

（structureofbenzene）克库勒式第13页/共37页第十三页，共38页。优点：较好的描述了苯分子中碳原子和氢原子结合的方式和排列顺序。缺点：1.

有3个双键，但又不具烯烃的性质，反而异常稳定；缺点：2.理论上应有异构体，但实际邻位二元取代物只有1种；缺点：3.一般单、双键的键长分别为：0.154nm

和0.134nm而实际苯分子是一个正六边形构型，且碳碳间键长完全相等，均为

0.139nm

（介于一般单、双键键长之间）

第14页/共37页第十四页，共38页。苯分子结构的近代概念

A.苯的键B.苯的P轨道C.苯的大π键D.苯分子的电子云分布示意图目前有关苯的结构还没有更好的表达方式,一般沿用的有：或第15页/共37页第十五页，共38页。物理性质(physicalproperty)

多数是无色有芳香味的液体，易挥发，蒸汽有毒（也有的芳香烃很臭！）。相对密度小于1，不溶于水，能溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂。

化学性质

(chemicalproperty)

芳香烃具有其特征性质——芳香性（易取代，难加成，难氧化）。

1．取代反应（1）卤代第16页/共37页第十六页，共38页。(2)硝化(3)磺化反应可逆第17页/共37页第十七页，共38页。除水、加过量苯有利于正反应；稀酸、加热有利于逆反应；

可作位置保护基用于有机合成(4)傅氏反应

苯与烷基化剂在路易斯酸的催化下生成烷基苯的反应称为傅瑞德-克拉夫茨（Friedle-Crafts）烷基化反应。第18页/共37页第十八页，共38页。注意

:a.常用的催化剂是无水AlCl3，此外FeCl3、BF3、无水

HF、SnCl4、ZnCl2、H3PO4、H2SO4等都有催化作用。b.当引入的烷基为三个碳以上时，引入的烷基会发生碳链异构现象。c.烷基化反应不易停留在一元阶段，通常在反应中有多烷基苯生成。

d.苯环上已有–NO2、-SO3H、-COOH、-COR等吸电子基时，烷基化反应不再发生。第19页/共37页第十九页，共38页。e.烷基化试剂也可是烯烃或醇。

在有机分子中引入酰基的反应称为酰基化反应。这个反应称为傅瑞德-克拉夫茨（Friedle-Crafts）酰基化反应。

酰基化反应的特点：产物纯、产量高（因酰基不发生异构化，也不发生多元取代）。

在苯环上已经有了硝基、羧基、磺酸基、酰基等吸电子基团时，则酰基化反应不能进行。第20页/共37页第二十页，共38页。2.加成反应

3．氧化

第21页/共37页第二十一页，共38页。

若烷基侧链α碳上不连氢（如叔丁基），在同样的条件下不氧化。4．烷基侧链的卤代第22页/共37页第二十二页，共38页。亲电取代反应的历程AE+催化剂

——→E++[A—催化剂]-

亲电试剂

络合物

络合物

产物1．卤代2．硝化

第23页/共37页第二十三页，共38页。3．磺化第24页/共37页第二十四页，共38页。苯环上取代基的定位规律（定位效应或称取向效应）1．邻对位定位基（第一类定位基）

邻对位定位基，使新引入的取代基主要进入原基团邻位和对位（邻对位产物之和大于60%），且活化苯环（卤素例外），使取代反应比苯易进行。这类定位基能活化苯环。第25页/共37页第二十五页，共38页。邻对位定位基的结构和电子效应(1)含有未共用电子对的原子与芳环成键，形成大π键；(2)含有p电子的基团，例如：苯基，碳碳双键(3)可通过诱导效应或超共轭效应产生给电子效应的烷基等。2.间位定位基（第二类定位基）

间位定位基，使新引入的取代基主要进入原基团间位（间位产物大于50%），且钝化苯环，使取代反应比苯难进行。这类定位基能钝化苯环。第26页/共37页第二十六页，共38页。间位定位基的结构和电子效应(1)与苯环相连的原子有极性双键；(2)与苯环相连的是带正点荷的原子或强的吸电子基，如：-CCl3-CF3定位规律与电子效应1.邻、对位定位基

2.间位定位基

第27页/共37页第二十七页，共38页。3.二元取代物的定位效应1）原有取代基定位效应一致，第三个取代基进入它们共同确定的位置。2）两个取代基定位效应相矛盾，由基团致活能力顺序判断第三个基团取代的位置。第28页/共37页第二十八页，共38页。①.两个基团不同类，定位效应受邻对位取代基控制。②.两个取代基为同一类，定位效应受致活能力较强的基团控制。③.两个取代基定位效应接近，难预测主要产物，为混合物。如果原有的取代基在苯环上互为间位，由于它们的空间阻碍作用，使得第三个取代基一般不进入它们的中间位置。第29页/共37页第二十九页，共38页。4.定位规律的应用

预测反应的主要产物，选择适当的合成路线。路线一：

路线二：

√第30页/共37页第三十页，共38页。[讨论]选择：(a)1.硝化2.氧化3.溴代(b)1.氧化2.硝化3.溴代

(c)1.氧化2.溴代3.硝化注意：基团引入的先后顺序练习第31页/共37页第三十一页，共38页。二、稠环芳烃(fusedringaromatichydrocarbons)两个环共用两个相邻原子而组成的多环体系称为稠环或并环。

2,3-苯并芘第32页/共37页第三十二页，共38页。萘

(naphthalene)萘：具有芳香性，但由于受两个稠合苯环的影响，各个轨道的重叠程度不完全相等，电子云密度分布不完全平均化，以α—

位的电子云密度稍大。闭环共轭体系(大键)；C-C键长不完全等同；电子云不完全平均化；第33页/共37页第三十三页，共38页。α-硝基萘

β-萘磺酸

1，5-二甲基萘

1．萘的取代反应举例（1）卤代和硝化第34页/共37页第三十四页，共38页。（2）磺化反应[磺化]

可逆。低温有利α位取代，高温有利β位取代。2．加氢第35页/共37页第三十五页，共38页。3．氧化作业P764.3c,e,f,IP774.7b,d,gP784.11a4.13f,g4.14第36页/共3