有机化学-芳烃教学课件

有机化学-芳烃46、法律有权打破平静。——马·格林47、在一千磅法律里，没有一盎司仁爱。——英国48、法律一多，公正就少。——托·富勒49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处罚才能使犯罪得到偿还。——达雷尔50、弱者比强者更能得到法律的保护。——威·厄尔有机化学-芳烃有机化学-芳烃46、法律有权打破平静。——马·格林47、在一千磅法律里，没有一盎司仁爱。——英国48、法律一多，公正就少。——托·富勒49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处罚才能使犯罪得到偿还。——达雷尔50、弱者比强者更能得到法律的保护。——威·厄尔第四章环烃-芳香烃Aromatichydrocarbons芳香族碳氢化合物，简称芳烃，也叫芳香烃第一阶段：从植物胶中取得的具有芳香气味的物质称为芳香化合物。第二阶段：将苯和含有苯环的化合物称为芳香化合物。第三阶段：将具有芳香特性的化合物称为芳香化合物。第一节苯的结构C6H6一、凯库勒（Kekule)结构简写为1825年法拉第发现了苯1857年凯库勒提出碳四价1858年凯库勒提出苯分子具有环状结构1865年提出摆动双键学说。二、苯分子结构的近代概念C6H6：正六边形、共平面键角：120°键长：C-C

0.1397nm(C-C:0.154nm,C=C:0.134nm）杂化轨道理论：苯分子中的碳原子都是以sp2杂化轨道成键的，故键角均为120°，所有原子均在同一平面上未参与杂化的p轨道都垂直于碳环平面，彼此侧面重叠，形成一个封闭的共轭体系，由于共轭效应使π电子高度离域，电子云完全平均化，故无单双键之分。分子轨道理论：分子中六个p轨道线形组合成六个π分子轨道，其中三个成键轨道，三个反键轨道。在基态时，苯分子的六个π电子成对填入三个成键轨道，其能量比原子轨道低，所以苯分子稳定，体系能量较低。苯分子的大π键是三个成键轨道叠加的结果，由于π电子都是离域的，所以碳碳键长完全相同。三、共振论(resonancetheory)简介

美国理论化学家鲍利为了弥补经典结构理论的不足于1933年提出共振论。四、苯的表达方式价键式分子轨道离域式一、异构现象2．二烃基苯有三种位置异构3.三取代苯有三种位置异构

第二节芳烃的异构及其命名1．烃基苯有烃基的异构苄基（benzyl）（phenylmethyl)苯基(Ph)（C6H5-）苄基(Bz)（C6H5CH2-）芳烃分子去掉一个氢原子所剩下的基团称为芳基（Aryl）用Ar表示。重要的芳基有：苯（Benzene）苯基（phenyl）甲苯二、单环芳烃的命名1、一取代苯的命名1）以苯环为母体甲苯methylbenzenetoluene异丙苯isopropylbenzenecumene乙苯ethylbenzene2）以苯环为取代基苯乙烯phenylethylene2-甲基-3-苯基戊烷2-methyl-3-phenylpentane苯乙炔phenylacetylene2、二取代苯与多取代苯的命名邻二甲苯1,2-二甲苯o-二甲苯o-dimethylbenzeneo-xylene间二甲苯1,3-二甲苯m-二甲苯m-dimethylbenzenem-xylene对二甲苯1,4-二甲苯p-二甲苯p-dimethylbenzenep-xylene连三甲苯1,2,3-三甲苯1,2,3-trimethylbenzenevic-trimethylbenzene均三甲苯1,3,5-三甲苯1,3,5-trimethylbenzenesym-trimethylbenzene偏三甲苯1,2,4-三甲苯1,2,4-trimethylbenzeneunsym-trimethylbenzene三、芳烃衍生物的命名1、一取代衍生物的命名硝基苯nitrobenzene溴苯bromobenzene苯胺aniline苯酚phenol苯磺酸benzenesulfonicacid苯甲酸benzoicacid苯甲醛benzaldehyde2、多取代衍生物的命名对氨基苯酚p-aminophenol对氯甲苯p-chloromethylbenzene对氯苯胺p-chloroaniline间羟基苯甲醛m-hydroxybenzaldehyde顺序法则：在以下取代基中，排在后面的与苯环一起做母体，排在前面的命名时作为取代基2,4,6-三硝基苯酚（苦味酸）2,4,6-三硝基甲苯（TNT）1、熔、沸点：与取代基的结构及取代基的相对位置有关。

2、溶解性：芳烃类分子不溶于水，与有机溶剂相溶性很好。

3、毒性：有毒，特别是稠环芳烃，强致癌物。

第三节芳烃的物理性质第四节苯及其衍生物的化学性质CCCCCCHHHHHH2.加成反应3.芳烃侧链反应（氧化反应、氯化反应）1.苯环上亲电取代反应烷基化反应硝化反应磺化反应卤化反应酰基化反应芳烃的化学性质主要是芳香性，即易进行取代反应，而难进行加成和氧化反应一、苯环上亲电取代反应

-络合物-络合物1.卤化反应

硝化、磺化、卤化、付氏烷基化和酰基化+Cl2FeCl3+58%(bp159oC)42%(bp162oC)+Br2FeBr3130-140oC+HBr75%2.硝化反应硝基苯硝化：烷基苯的硝化：氯苯的硝化：3.磺化反应：可逆

甲苯的磺化：苯磺酸的磺化:磺化作用1）芳磺酸是强酸，酸性接近硫酸，磺酸基水溶性很大，在苯环中引入磺酸基，可增大有机物的水溶性。

2）磺化反应是可逆反应，在有机合成中起到占位作用和位置保护作用。4.

Friedel-Crafts烷基化反应一般形式:X=Cl,Br反应特点：易发生多取代，烷基易发生重排，反应可逆，低活性的芳烃衍生物不反应。70%30%反应机理:微量HCl95°C+CH3CH=CH2BF3CHCH3CH3微量HCl烷基化试剂也可用醇、烯烃,催化剂可用Leiws酸或质子酸催化(AlCl3,BF3,HF,H2SO4,H3PO4)5.Friedel-Crafts酰基化反应

反应特点：“催化剂”用量不同，单取代，反应不可逆，低活性芳香烃衍生物不反应

?二、加成反应（一般不容易发生）C2H5OHNaNH3(l)伯奇还原（Birchreduction)

苯环一般不易氧化，在特定激烈的条件下，苯环可被氧化破环烷基苯（有α-H时）侧链易被氧化成羧酸三、氧化反应当与苯环相连的侧链碳（α-C）上无氢原子（α-H）时，该侧链不能被氧化。四、a-氢的卤代反应：类似于烯烃第五节苯环的亲电取代定位效应一、取代基的定位效应理论上40%40%20%

实际结果并非如此，亲电试剂的位置与原取代基电子效应与空间效应有关。取代苯硝化时相对速率与异构体分布取代基定位及活化、钝化作用:第一类定位基结构特点：与苯环直接相连的原子都是单键，有孤对电子（烷基和苯基除外）。 第二类定位基结构特点：与苯环直接相连的原子有强极性不饱和键或有正电荷（CF3，CCl3例外）。CH2Cl二、定位规律的应用

1、预测主要产物单取代苯：依据定位规律二取代苯：（A）两个基团作用一致，定位作用加强（B）两个基团作用不一致（a）两基团属同一类，