有机化学第四章1.ppt

1、第4章 芳烃 一、苯分子的结构 二、单环芳烃的构造异构和命名 三、单环芳烃的物理性质 四、单环芳烃的化学性质 五、苯环上亲电取代反应定位规律 六、萘 七、其他稠环芳烃 八、富勒烯 九、非苯芳烃 十、芳烃的工业来源 十一、多官能团化合物的命名,芳烃的特点,芳 烃 是 芳 香 族 碳 氢 化 合 物 的 简 称 ， 亦 称 芳 香 烃 。 其 显 著 特 点 是 ：,A、高度不饱和性 B、不易进行加成反应和氧化反应，易进行取代反应 C、成环原子间的键长趋于平均化 D、环型电子离域体系由4n+2个电子构成，即符合Hckel规则,分类 a、单环芳烃 b、多环芳烃 c、稠环芳烃,(E)-1,2-二苯乙烯

2、,1,3,5-三苯基苯,4.1 苯分子的结构,1、价键理论：,2、共振论：,4.2 单环芳烃的构造异构和命名 4.2.1 构造异构 分侧链异构和位置异构两种情况：,正丁苯,侧链异构,仲丁苯,异丁苯,叔丁苯,1,2,3-三甲苯 连三甲苯,位置异构,1,2,4-三甲苯 偏三甲苯,1,3,5-三甲苯 均三甲苯,4.2.2 命名 a.单环芳烃常以苯环为母体，烷基作为取代基：,1-甲基-2-乙基苯,1,3-二甲苯 (间二甲苯),1-乙基-4-丙基苯,2-甲基-4-苯基戊烷,b. 多环芳烃或当侧链较复杂时， 也可以把苯环作为取代基：,2,3-二甲基-1-苯基-1-己烯,1,4-二乙烯苯 (对二乙烯苯） 对

3、苯二乙烯,c.芳烃去掉一个氢原子剩下部分为芳基：,苯基 (Phenyl) (Ph）,苯甲基 (苄基) (Benzyl) ( Bz),2-甲苯基 邻甲苯基,3-甲苯基间甲苯基,4-甲苯基对甲苯基,4.3 单环芳烃的物理性质,芳烃为液体或固体； 密度小于1； 有特殊气味、有毒； 不溶于水，易溶于有机溶剂。,在二取代苯之中，对位异构体对称性高、 结晶能大，熔点高； 因此可以利用结晶方法从邻间位异构体中 分离对位异构体。,4.4 单环芳烃的化学性质,1、取代反应 2、芳环上亲电取代反应机理 3、加成反应 4、氧化反应 5、聚合反应,4.4.1 取代反应 甲、卤化 乙、硝化 丙、磺化 丁、Friedel

4、-Crafts 反应 戊、氯甲基化,1) 卤化反应,a催化剂：FeCl3 、FeBr3 、AlCl3等,b卤素活性：FClBrI,c芳烃活性：烷基苯苯卤代苯,芳烃与卤素作用生成卤代芳烃,d. 烷基苯和卤代苯的卤代物主要为邻对位异构体,邻氯甲苯和邻溴甲苯的空间效应,2) 硝化反应,芳烃与混酸作用，芳环上H原子被硝基取代生成硝基取代芳烃,a. 硝化剂：浓HNO3 + 浓H2SO4（简称混酸） b. 底物活性：烷基苯苯硝基苯,3) 磺化反应,芳烃与浓H2SO4作用，芳环上H原子被磺（酸）基-SO3H取代生成芳磺酸,a. 磺化剂： 浓H2SO4 或 发烟H2SO4 b. 底物活性：烷基苯苯苯磺酸,0

5、43% 53% 4% 100 13% 79% 8%,4) Friedel-Crafts 反应,在催化剂作用下，芳烃中芳环上氢原子被烷基或酰基取代的反应,b. 常用烷基化剂：卤代烃、烯烃（醇）,c. 常用酰基化剂：酰卤、酸酐（酸）,d. 芳环上不能连有强吸电基(-NO2、-CN、-COR、-SO2R),e. 烷基化对吸电基更敏感,a. 常用催化剂：AlCL3、FeCl3、ZnCl2、(HF、BF3、H2SO4),f. 烷基化时易发生多烷基化、可逆、重排反应,g. 酰基化不可逆，产物单一,5) 氯甲基化反应,在无水ZnCl2存在下，芳烃与甲醛及HCl作用，芳环上氢原子被氯甲基（CH2Cl）取代,与

6、烷基化反应相似，芳环上不能连有强吸电基。实际操作中可以用多聚或三聚甲醛代替甲醛,CH2Cl 可以方便的转化为CH3、CH2OH、CH2CN、 CH2COOH、CH2N(CH3) 2,4.4.2 苯环上亲电取代反应机理 甲、硝化 乙、卤化 丙、磺化 丁、 烷基化和酰基化 戊、氯甲基化,-络合物,-络合物,取代苯,甲、硝化反应机理,乙、卤化反应机理,丙、磺化反应机理,丁、烷基化和酰基化机理,戊、氯甲基化机理,4.4.3 加成反应 甲、加氢 乙、加氯,六六六有多少种立体异构体？,8种,4.4.4 氧化反应,顺丁烯二酸酐（顺酐）,目前工业上常采用丁烯或丁烷催化氧化法制顺酐。顺酐是不饱和树脂工业的重要原料。,含有-H的烷基苯进行氧化时，烷基侧链被氧化为羧基。常用氧化剂为KMnO4、浓HNO3、K2CrO4+H2SO4,甲苯或多甲基苯的氧化有重大工业意义。常用氧化剂为空气，催化剂为V2O5或Co2+、Mn2+的羧酸盐。,苯甲酸钠是常用食品、饮料防腐剂（国产可乐、雪碧以及火腿中常添加之），易代谢，一般不产生永久毒性。但也有文献怀疑其有致癌作用！,对苯二甲酸是合成聚酯的重要工业原料,苯酐用于制备不饱和树脂， 均苯四甲酸二酐用于制备聚酰亚胺树脂。,196#不饱和树脂,此处发生交联固化,交