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第七章苯和芳香烃exit

第七章苯和芳香烃exit1本章提纲第一节芳香性的概念和芳香化合物的定义

第二节芳香烃的来源第三节苯及其衍生物的命名和异构第四节芳香烃的物理性质和光谱特征第五节苯表达方式的研究和讨论第六节苯和芳香烃的化学性质第七节多环芳烃第八节休克尔规则和非苯芳香体系本章提纲第一节芳香性的概念和芳香化合物的定义2第一节芳香性的概念和芳香化合物的定义第一阶段: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。第一节芳香性的概念和芳香化合物的定义第一阶段:从植物胶中3芳香性的概念1C/H的比例高。2具有平面和接近平面的环状结构。3键长接近平均化。4在核磁共振谱中,环外氢的化学位移明显移向低场,环内氢的化学位移明显移向高场。5化学性质稳定,易发生亲电取代而不易发生加成。芳香性的概念1C/H的比例高。4第二节芳香烃的来源1煤煤焦油芳香化合物粗制品

(煤的3%)(煤的0.3%)

干馏(1845年-1940年期间)第二节芳香烃的来源1煤52石油60-150oCC5-C7组份芳香化合物

(20世纪40年代起)分馏500oC,加压重整重整:包括链烃裂解、异构化、关环、扩环、氢转移、烯烃吸氢等过程。(铂重整,临氢重整)芳构化:是指脂肪族六元环在铂、钯、镍等催化剂存在下加热,脱氢生成芳香族化合物的过程。分馏500oC,重整:包括链烃裂解、异构化、关环、扩环、氢转6第三节苯及其衍生物的命名和异构苯(Benzen)苯基(phenyl)苄基(benzyl)

(phenylmethyl)苯基(Ph)(C6H5-)芳基(Aryl)第三节苯及其衍生物的命名和异构苯(Benzen)7几个实例连三甲苯偏三甲苯间三甲苯邻氯苯甲醚间甲苯酚对甲苯甲酸几个实例连三甲苯偏三甲苯82-氨基-5-羟基苯甲醛3-氨基-5-溴苯酚(命名规则参见第一章)2-氨基-5-羟基苯甲醛3-氨基9第四节芳香烃的物理性质和光谱特征芳香烃不溶于水,但溶于有机溶剂。一般芳香烃均比水轻。沸点随相对分子质量升高而升高。熔点除与相对分子质量有关外,还与结构有关,通常对位异构体由于分子对称,熔点较高。(光谱特征参见第八章)第四节芳香烃的物理性质和光谱特征芳香烃不10第五节苯表达方式的研究和讨论一历史上苯的表达方式Kekul’e式双环结构式棱形结构式杜瓦苯棱晶烷向心结构式对位键余价结构式结构式第五节苯表达方式的研究和讨论一历史上苯的表达方式K11价键异构体:由于价键转移产生出来的异构体称为价键异构体。hh棱晶烷杜瓦苯苯苯价键异构体:hh棱晶烷杜瓦苯苯苯12Kekule’式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。1O32分解1O32分解Kekule’式1825年法拉第发现了苯。1O3113二苯现在的表达方式价键式分子轨道离域式共振式自旋偶合价键理论(1986年Copper等提出)二苯现在的表达方式价键式分子轨道离域式共振式自旋偶合价键14自旋偶合价键理论(1986年Copper等提出)一种化合物只对应于一种宏观结构。当一种化合物只对应于一种微观结构时,可用经典结构式表示。当一种化合物是几种微观结构的混合的平衡结构时,不能用一种经典结构式表示。两种定域的凯库勒结构是一对“电子互变异构体”。电子互变异构体代表化合物分子的微观结构,不可析离。自旋偶合价键理论认为

苯实际上是两种微观结构(凯库勒结构)混合的平衡结构。自旋偶合价键理论一种化合物只对应于一种宏观结构。自旋偶合价键15一苯的芳香性二共振论和分子轨道对苯芳香特性的解释三伯奇还原四芳香亲电取代反应第六节苯和芳香烃的化学性质一苯的芳香性第六节苯和芳香烃的化学性质16一苯的芳香性(共七条)1苯具有一个平面结构,键长完全平均化2苯的分子式为C6H6,C/H=1:13芳环上的氢有特征的NMR光谱一苯的芳香性(共七条)1苯具有一个平面结构,键长完174苯具有特殊的稳定性---从氢化热数据看苯的内能。环己烯环己二烯环己三烯苯氢化热(kJ/mol)119.5231.8119.53=358.5208.5(测定)(测定)(根据假设计算)(测定)每个C=C的平均氢化热119.5115.9119.569.5(kJ/mol)从整体看:苯比环己三烯的能量低358.5-208.5=150kJ/mol(苯的共振能)苯比环己二烯的能量低231.8-208.5=23.3kJ/mol4苯具有特殊的稳定性---从氢化热数据看苯的内能。185难以发生加成反应(1)其它不饱和键优先发生加成(2)三个双键同时打开(3)个别情况只打开部分双键H2/催C6H6Cl63Cl23H2Pt日光,加压h+6易发生亲电取代反应5难以发生加成反应(1)其它不饱和键优先发生加成(2197难以发生氧化反应(1)氧化剂的强弱

温和氧化剂:CrO3+Ac2O

强氧化剂:K2Cr2O7-H2SO4,KMnO4-H2O,KMnO4-H2SO4-H2O

更强氧化剂:V2O57难以发生氧化反应(1)氧化剂的强弱20*1苯只有在用V2O5催化和高温条件下才能被氧化破坏*2苯衍生物用KMnO4等强氧化剂氧化时,大多数情况是側链被氧化成羧酸,苯环被保留。+O2V2O5400-500oCK2Cr2O7-H2SO4(2)苯及其衍生物被氧化的规律*1苯只有在用V2O5催化和高温条件下才能被氧化破坏*221*3用CrO3+Ac2O为氧化剂,产物为醛*4用MnO2为氧化剂,产物为醛或酮CrO3+Ac2OH2OMnO2,H2SO4MnO2,H2SO4*3用CrO3+Ac2O为氧化剂,产物为醛*4用22二共振论和分子轨道对苯芳香特性的解释共振论认为:苯的芳香性是由于两个等同的极限结构的共振引起的。分子轨道理论认为:苯的芳香性是由于苯存在一个封闭的共轭体系引起的。

二共振论和分子轨道对苯芳香特性的解释共振论认为:苯的芳23三伯奇还原(Birchreduction)定义:金属钠溶解在液氨中可得到一种蓝色的溶液,它在醇的存在下,可将芳香化合物还原成1,4-环己二烯化合物,该还原反应称为伯奇还原。NaNH3(l)C2H5OH1K、Li能代替Na,乙胺能代替氨。2卤素、硝基、醛基、酮羰基等对反应有干扰。三伯奇还原(Birchreduction)定义24反应机理:Na+NH3Na++(e-)NH3CH3OH-CH3O-(e-)NH3CH3OH自由基负离子金属钠溶解在液氨中可得到一种兰色的溶液,这是由钠与液氨作用生成的溶剂化电子引起的。溶剂化电子自由基负离子环上有给电子取代基时,反应速率减慢。环上有吸电子取代基时,反应速率加快。反应机理:Na+NH3Na++(e-)NH25伯奇还原的实例和说明*1一取代苯还原时,可以有两种产物,A为给电子取代基时,主要得(1)。A为吸电子取代基时,主要得(2)。(1)(2)NaNH3(l)C2H5OHNaNH3(l)C2H5OH伯奇还原的实例和说明*1一取代苯还原时,可以有两种产物,26LiNH3(L)C2H5OHHCl,H2OH+*2不与苯环共轭的双键不能在该条件下发生还原,与苯环共轭的C=C双键能在该条件下发生还原。而且反应首先在此处发生。*3经伯奇还原,制备,不饱和酮。LiNH3(L)C2H5OHHCl,H2OH+27四芳香亲电取代反应1硝化反应2卤化反应3磺化反应4傅-克烷基化反应5傅-克酰基化反应6氯甲基化反应7加特曼-科赫化反应8多元亲电取代的经验规则四芳香亲电取代反应1硝化反应28苯环亲电取代反应的一般模式+H+亲电试剂-络合物-络合物-络合物的表达方式共振式离域式苯环亲电取代反应的一般模式+H+亲电试剂-络291硝化反应*1定义:有机化合物碳上的氢被硝基取代的反应称为硝化反应。(1)苯的硝化反应+浓HNO3+浓H2SO450-60oC,98%+H2O*2反应式1硝化反应*1定义:(1)苯的硝化反应+浓HNO30*3反应机理HNO3+H2SO4HSO4-+H2O+NO2H2O+NO2H2O

+

+NO2H2SO4+H2OH3+O+HSO4-(1)HNO3+2H2SO4H3O+++NO2+2HSO4-+

+NO2NO2+HSO4-+H2SO4(2)(3)NO2*3反应机理HNO3+H2SO431*4-碳正离子的极限式和离域式反应进程势能*5反应势能图(亲电加成和亲电取代的对比分析)共振极限式离域式E=NO2*4-碳正离子的极限式和离域式反应进程势能*532(2)取代苯的硝化反应*1取代基的分类及依据E+亲电取代几率40%40%20%如果不考虑取代基的影响,仅从统计规律的角度来分析,邻对位产物应为60%,间位产物为40%。邻对位定位基:邻对位产物>60%,G为邻对位定位基。间位定位基:间位产物>40%。G为间位定位基。活化基团:若取代基引入后,取代苯的亲电取代反应速度比苯快,则取代基为活化基团。钝化基团:若取代基引入后,取代苯的亲电取代反应速度比苯慢,则取代基为钝化基团。取代基的定位效应:已有的基团对后进入基团进入苯环的位置产生制约作用,这种制约作用称为取代基的定位效应。(2)取代苯的硝化反应*1取代基的分类及依据E+几率33+

HNO3

(浓)

+

H2SO4(浓)1

1NO255-60oC98%+HNO3(浓)+H2SO4(浓)134有机化学ppt课件第7章苯和芳香烃35取代基分类的依据苯、硝基苯、甲苯、氯苯的硝化的对比实验表明:硝基是一个致钝的间位定位基。甲基是一个致活的邻对位定位基氯是一个致钝的邻对位定位基。苯环上的其它取代基均可以归入这三类。分类分类的依据将取代基的分类情况予以分析,可以发现如下规律:所有的致活基团都使苯环的电子密度升高。所有的致钝基团都使苯环的电子密度降低。所有的邻对位定位基都有给电子共轭效应。所有的间位定位基具有吸电子共轭效应和吸电子诱导效应。所以,可以根据取代基的电子效应来判断它们的分类情况。取代基分类的依据苯、硝基苯、甲苯、氯苯的硝化的对比实验表明36*2定位效应的理论分析反应机制及反应势能图可以发现:定位效应的问题实际上是一个速率竞争的问题。它们的速率顺序为(卤素一类除外):VVVVVC6H5-G(O,P)C6H5-G(O,P)C6H6C6H5-G(m)C6H5-G(m)邻,对

>间

>>邻,对

>反应的速控步骤是形成-络合物,该步过渡态的能量与-络合物较接近,-络合物越稳定,活化能越低。所以,可以通过判别-络合物的稳定性来判别速度的快慢和定位效应。反应进程势能过渡态*2定位效应的理论分析反应机制及反应势能图可以发现:定位效应37特别不稳定硝基苯的情况分析特别不稳定硝基苯的情况分析38苯甲醚的情况分析最稳定苯甲醚的情况分析最稳定39氯苯的情况分析最稳定氯苯的情况分析最稳定40(3)硝化试剂及硝化反应的应用实例一+HNO3(稀)实例二+HNO3H2SO4(60oC)+35%70%实例三+NO2BF4FSO3H(氟代硫酸)150oC实例四+CH3ONO2BF3CH3NO225oC(3)硝化试剂及硝化反应的应用实例一+HNO3(稀)实例二41凡是在反应条件下能给出+NO2的化合物都可以作硝化试剂。CH3OH+HONO2CH3ONO2BF3CH3O•BF3++NO2CH3NO2,25oCBF3CH3O••••••NO2••••[]凡是在反应条件下能给出+NO2的化合物都可以作硝化试剂。CH42(4)硝化反应的几种情况分析*1烷基硝化的实例分析58438456.548627.530128.579(4)硝化反应的几种情况分析*1烷基硝化的实例分析58438436443858321454233443546.829.2182899邻对位定间位定位活化微弱钝化中等钝化强钝化*2甲苯衍生物硝化的实例分析6443858321454233443546.829.21844*3碳链长短的影响0.393.36.423552213间位定位邻对位定位519285130.058911间位定位邻对位定位*3碳链长短的影响0.393.36.423552213间4540*4卤苯硝化的实例分析58371.262300.969121871.8

FClBrI第二周期三四五诱导效应和共轭效应均减弱对位主要受共轭效应的影响40*4卤苯硝化的实例分析58371.262300.969146*5苯酚与乙酰苯胺的实例分析679556040*6苯乙烯、2’-取代乙烯基苯、联苯类化合物的硝化的实例分析2310都是邻对位定位基。*5苯酚与乙酰苯胺的实例分析679556040*6472卤化反应(1)苯的卤化反应*1定义有机化合物碳上的氢被卤素取代的反应称为卤化反应。*2反应式2卤化反应(1)苯的卤化反应*1定义有机化合物碳上的48*3反应机理+-+-+-*3反应机理+-+49*4常用的卤化试剂*5反应势能图(亲电加成和亲电取代的对比分析)氟化(XeF2,XeF4,

XeF6)氯化(Cl2+FeCl3,HOCl)溴化(Br2,Br2+Fe,Br2+I,HOBr,CH3COOBr)碘化(ICl,I2+HNO3,I2+HgO,KI)2HNO3+4HI2I2+N2O3+3H2O+I2+HI*4常用的卤化试剂*5反应势能图(亲电加成和亲电50*6卤化反应的应用合成和鉴别实例二实例一+Cl2FeCl3+58%(bp159oC)+Br242%(bp162oC)FeBr3130-140oC+HBr75%*6卤化反应的应用合成和鉴51实例三实例四+Br2+HBrCS2,5oCH2O+3HBr

Br2H3O+CH3COOH实例三实例四+Br2+HBrCS2,5oC52反应机理(2)苯环侧链的卤化反应Cl22Cl+Cl+HCl+Cl2+Clh反应机理(2)苯环侧链的卤化反应Cl22Cl+Cl53实例一实例二+Cl256%44%+Br2hh主要产物实例一实例二+Cl256%54侧链卤化反应的应用Cl2hCl2hCl2h-H2O-H2OH2OH2OH2O侧链卤化反应的应用Cl2hCl2hCl2553磺化反应*2反应式*1定义苯环上的氢被(-SO3H)取代的反应称为磺化反应。(1)苯的磺化反应。3磺化反应*2反应式*1定义苯环上的氢被(56*3反应机理*3反应机理57*4特点(1)反应是可逆的。(2)反应极易发生。(3)邻位取代-动力学产物,对位取代-热力学产物。(4)磺酸是强有机酸,引入磺酸基可增加溶解度。H2SO4+0oC53%43%100oC79%13%*4特点(1)反应是可逆的。H2SO4+0o58(2)磺化反应的应用*1用于制备酚类化合物*2在某些反应中帮助定位H2SO4NaOHNaOH300oCH+H2SO4X2/Fe稀H2SO4150oC邻氯甲苯(bp159oC)对氯甲苯(bp162oC)邻溴甲苯(bp181oC)对溴甲苯(bp184oC)(2)磺化反应的应用*1用于制备酚类化合物*2在59H2SO4NaOH合成洗涤剂*3制备工业产品(如:苦味酸,合成洗涤剂)H2SO4NaOH合成洗涤剂*3制备工业产品(如:苦味酸,合604傅-克烷基化反应*1定义

苯环上的氢被烷基取代的反应称为傅-克烷基化反应。+RCl+HCl芳香化合物烷基化试剂产物催化剂*2反应式(1)苯的傅-克烷基化反应4傅-克烷基化反应*1定义+RCl+HCl61讨论催化剂:路易斯酸、质子酸。芳香化合物:活性低于卤代苯的芳香化合物不能发生烷基化反应。烷基化试剂:

RX做烷基化试剂。路易斯酸作催化剂(催化量)。

3oRX>2oRX>1oRXRF>RCl>RBr>RI卤代苯不能用。

醇、烯、环氧化合物做烷基化试剂。

质子酸催化(速率快,催化量)

路易斯酸作催化剂(速率快,大于1摩尔)讨论催化剂:路易斯酸、质子酸。62*3反应机理RCl+AlCl3[RCl•AlCl3]R++AlCl4-络合物+R+-H+*3反应机理RCl+AlCl3[RCl63(2)傅-克烷基化反应的特点特点一:烷基化反应易发生重排,不适合制备长的直链烷基苯。+CH3CH2CH2Cl+AlCl3+(CH3)CHCH2ClAlCl330%70%特点二:反应不易控制在一元取代阶段,常常得到一元、二元、多元取代产物的混合物。(2)傅-克烷基化反应的特点特点一:烷基化反应易发生重排,不64特点三:反应是可逆的,所以经常发生烷基移位、移环。+AlCl3反应可逆是由于芳环的质子化引起的。质子化条件HCl+AlCl3或浓H2SO4+HCl+DCl+HCl+AlCl3+AlCl-4-络合物AlCl3AlCl3+AlCl-4特点三:反应是可逆的,所以经常发生烷基移位、移环。+AlCl65(3)烷基化反应的应用总的看来,烷基化反应因上述特点,不适用于合成。但在某些条件下,反应可用。例如:1C6H6+CH2=CH22C6H6+CH3CH=CH2AlCl3HClC6H5CH2CH330oCH2SO4C6H5CH(CH3)2过量过量(3)烷基化反应的应用总的看来,烷基化反应因663C6H6+AlCl30-10oCH2O80%过量苯要大量过量,不发生重排,控制适当的反应温度3C6H6+AlCl30-10oCH2O80675傅-克酰基化反应苯环上的氢被酰基取代的反应称为傅-克酰基化反应。催化剂芳香化合物酰基化试剂++HCl*2反应式:(1)苯的傅-克酰基化反应*1定义:5傅-克酰基化反应苯环上的氢被酰基取代的反应称为傅-68催化剂:路易斯酸(最常用的是AlCl3)芳香化合物:活性低于卤代苯的芳香化合物不能发生酰基化反应。酰基化试剂:酰卤和酸酐(用酰卤时,催化剂用量要大于1mol。用酸酐时,催化剂用量要大于2mol。)讨论催化量催化量催化剂:路易斯酸(最常用的是AlCl69*3反应机理+AlCl3+AlCl-4AlCl3+-AlCl-4++H+AlCl-4+H+AlCl3+HCl*3反应机理+AlCl3+AlCl-4AlC70(2)傅-克酰基化反应的特点特点二:反应是不可逆的,不会发生取代基的转移反应。特点一:酰基是一个钝化的间位定位基,所以反应能控制在一元取代阶段,产率很好。+AlCl3(>2mol)+CH3COOH85%(2)傅-克酰基化反应的特点特点二:反应是不可逆的,不会发生71(3)傅-克酰基化反应的应用*1制备芳香酮*2制备直链烷烃+AlCl3OrZn-Hg/HCl

NH2-NH2,KOH,(HOCH2CH2)2O,~200oC(3)傅-克酰基化反应的应用*1制备芳香酮*2制备直72*3制备稠环化合物-哈武斯(Haworth)合成法+AlCl3无水硝基苯Zn-Hg/HCl还原89%PPA79%Zn-Hg/HClSe(orPd)1CH3MgX2H2OPd-C89%*3制备稠环化合物-哈武斯(Haworth)合成法+Al736氯甲基化反应芳烃在HCHO、浓HCl和ZnCl2(或H2SO4,CH3COOH,AlCl3,SnCl4)作用下,在芳环上导入-CH2Cl基团的反应称为氯甲基化反应。+HCHO+HCl(浓)ZnCl260oCHCl+HCHO+HCl(浓)ZnCl2取代苯也能发生氯甲基化反应。但酚和芳胺不能用此反应。(2)反应式:(1)定义:6氯甲基化反应芳烃在HCHO、浓HCl和ZnCl2(或H274(3)反应机理H2C=O+H+H2C-OH-H+HClZnCl2+(3)反应机理H2C=O+H+H2C-OH-H+HC75(4)应用ArH+HCHO+HCl(浓)ArCH2ClNaOHArCH2OH[O]ArCHOKCNArCH2CNH3O+ArCH2COOHRMgClArCH2R+MgCl2NH3ArCH2NH2R3NArCH2N+R3Cl-H2Pd-CArCH3+HClArCH2X,ArCH2OH,ArCH2NH2

都能被催化氢解。(4)应用ArH+HCHO+HCl(浓)Ar767加特曼、科赫反应等分子的CO和HCl在AlCl3和CuCl2存在下,与芳香族化合物起亲电反应导入醛基的反应称为加特曼-科赫反应。+CO+HClAlCl3-CuCl2+CO+HClAlCl3-CuCl2HSO3Cl+HCOOH+H2SO4CO+HCl不稳定,用时现配,在-60oC氯仿中可保持一小时。(1)定义:(2)反应式:试剂的制备:7加特曼、科赫反应等分子的CO和HCl在AlCl3和C778多元亲电取代的经验规则20%43%17%19%二个间位定位基定位方向矛盾时,服从强者。二个定位基定位能力没有太大差别时,得混合物。8多元亲电取代的经验规则20%43%17%19%二个间位781硝化反应2卤化反应3磺化反应4傅-克烷基化反应5傅-克酰基化反应6氯甲基化反应7加特曼、科赫反应8多元芳香亲电取代反应的经验规则芳香亲电取代反应的应用合成各种芳香化合物1硝化反应芳香亲电取代反应的应用合成各种芳香化合物79第七节多环芳烃一多苯代脂烃二苯甲烷三苯甲烷1,2-二苯乙烷链烃分子中的氢被两个或多个苯基取代的化合物称为多苯代脂烃1命名多苯代脂烃命名时,一般把苯基作为取代基第七节多环芳烃一多苯代脂烃二苯甲烷802制备CH2Cl2C6H5CH2C6H5C6H6+

ClCH2CH2ClC6H5CH2CH2C6H5

CHCl3(C6H5)3CHCCl4(C6H5)3CClAlCl3可用傅-克烷基化反应来制备,但是苯要大大过量。2制备CH2Cl281(C6H5)3CH(C6H5)3COH(C6H5)3CH(C6H5)3CBr(C6H5)3CH+Na+NH2(C6H5)3C-Na++NH3

H2CrO4HOAc3化学性质*多苯代脂烃的苯环被取代烃基活化,比苯更易发生取代反应。*与苯环相连的亚甲基和次甲基受苯环的影响,也具有良好的反应性能。Br2CH3CH3C6H5CH3NH3(C6H5)3CH(C6H5)3CHCH=CHpka

~50

41

34-35

34

31.5

25(C6H5)3CH82三苯甲基自由基的发现及稳定性讨论Ph3C•是人类最先拿到的自由基。(Gomberg于1900年发现)2Ph3CClPh3C-O-O-CPh3Ph3C-CPh3ZnorAgZnO2六苯乙烷白色固体,mp:185oC元素分析:C88%H6%共94%2Ph3CClZnCO2气流保护下进行六苯乙烷二聚体(油状物)Ph3C•的苯溶液(黄色)苯振荡<O>Ph3C-O-O-CPh31M含自由基2%,0.01M含自由基10%,极稀溶液含自由基100%.1968年测出了二聚体的实际结构蒸发..三苯甲基自由基的发现及稳定性讨论Ph3C•是人类最先拿到的自83二联苯(二)联苯三联苯2,2’-二氯联苯2,4’-二硝基联苯1命名两个或多个苯环以单键直接相连的化合物称为联苯类化合物。二联苯(二)联苯842制备1*工业2C6H6C6H5-C6H5+H2

2*乌尔门反应(参见卤代烃一章)3*重氮盐的反应(参见芳胺一章)4*联苯胺重排(参见芳胺一章)催化剂3化学性质联苯胺可以看作是苯环上的一个氢原子被另一个苯环所取代,因此,每一个苯环与单独苯环的行为是类似的,苯基取代基是邻对位定位基。2制备1*工业2C6H6852重要稠环化合物的名称和结构蒽萘菲1,4,5,8称为位2,3,6,7称为位1,4,5,8称为位2,3,6,7称为位9,10位称为中位有五种不同的位置1-8,2-7,3-6,4-5,9-10。亲电取代反应最易在萘的位,蒽的中位,菲的9,10位发生。三稠环化合物1定义:两个或多个苯环公用两个邻位碳原子的化合物称为稠环芳烃。2重要稠环化合物的名称和结构蒽萘菲1,4,5,8称为位286结构特点sp2杂化,平面结构,键长不均等(但与普通的单双键又不同)。所以不能用一个完美的结构式来表达,平时用最稳定的共振极限式来表达。1O32分解二乙酰(10)丙醛酮(1)1O32分解结构特点1O3二乙酰(10)丙醛酮(1)187(1)萘的氧化3萘的化学性质温和氧化剂得醌,强烈氧化剂得酸酐。萘环比侧链更易氧化,所以不能用侧链氧化法制萘甲酸。电子云密度高的环易被氧化。(1)萘的氧化3萘的化学性质温和氧化剂得醌,强烈氧化剂得酸88(2)萘的还原(2)萘的还原89+Cl21,4-加成低温1,2-加成Cl2

低温-HCl-2HCl1,4-二氯化萘1,2,3,4-四氯化萘1,4-二氯代萘1-氯代萘(3)萘的加成+Cl21,4-加成1,2-加成Cl2-HCl-290*1萘亲电取代反应的讨论萘的-位比-位更易发生亲电取代反应。共振论的解释-位取代两个共振式都有完整的苯环。-位取代只有一个共振式有完整的苯环。(4)萘的亲电取代反应*1萘亲电取代反应的讨论萘的-位比-位更易发生亲电取91分子轨道理论的解释HOMO轨道的-位电子云密度高,所以-位的亲电取代是动力学控制的反应。-位的空阻比-位大,所以-位的亲电取代是热力学控制的反应。分子轨道理论的解释HOMO轨道的-位电子云密度高,所以-92*2萘的硝化和溴化*2萘的硝化和溴化93*3萘的磺化*3萘的磺化94*3萘的酰基化*3萘的酰基化95*5萘环上取代基的定位效应

从动力学考虑活化基团使反应在同环发生。钝化基团使反应在异环发生。-位优于-位。

从热力学考虑6位,7位空阻小,所以,在6,7位取代是热力学控制的产物。(磺化,酰基化)热热热热主主次次主主主主*5萘环上取代基的定位效应从动力学考虑96*6萘环取代反应实例Cl2I2(催)HNO3-HOAc80oCH2SO4>150oCC6H5NO2,AlCl3H2SO4HNO3稠环化合物一般不发生側链卤化,因为环本身活泼*6萘环取代反应实例Cl2I2(催)HNO3-HOA974蒽的伯齐还原C2H5OHC2H5OHC2H5OHNa/NH3(液)Na/NH3(液)Na/NH3(液)5菲的氧化KMnO44蒽的伯齐还原C2H5OHC2H5OHC2H5OHNa/98第八节休

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