第一章 命名三芳香烃卤代烃醇酚醚.ppt

1、芳 香 烃 Aromatic hydrocarbon,1 苯的结构 2 单环芳烃的构造异构和命名,一 单环芳烃,芳香性：具有苯的结构特点：不饱和度高 但不易加成而易发生亲电取代反应。 芳烃按其结构可分为：,单环芳烃,多环芳烃,联苯,多苯代脂肪烃,稠环芳烃,一. 苯的Kekl结构式(1865) C6H6 C:H = 1:1 不饱和度 = 4 C6H6 + 3H2 一种一元取代物,A,三个双键,但不易加成 二元邻位取代产物两种 但实际只一种,A,A,B,B,两个式子摆动,补充,1.7.1苯的结构,二. 分子轨道理论对苯分子结构的说明,苯的构型,C-C键长0.139nm,C-H键长0.109nm,各

2、键角120 六个碳六个氢十二个原子共平面,C：sp2 杂化 C、C 间形成六个sp2-sp2单键 构成正六边型环。C、H间形成六个sp2-S单键 六个碳上未参入杂化的六个P轨道组成分子轨道,E,E,苯分子的分子轨道,1,基态下，六个电子在成键轨道内，环绕六个碳，电子云 密度相等，键长均等，电子云分布在环平面的上下两方。,成键轨道,反键轨道,P,苯分子的电子云 示 意 图,+,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,平面环状 电子云, -共轭 形成一个平面环 闭的共轭体系,共轭体系使苯环稳定，共轭能=150.4KJ/mol 共轭能=苯氢化热-3倍环己烯氢化热,三. 共振论解释苯的结构 共

3、振论(resonance theory) L.Pauling1931-1933提出,其基本要点如下: （1） 当一个分子、离子或游离基按照价键 理论可以写出两个或两个以上经典结构式时，,这些经典结构式构成一个共振杂化体，共振 杂化体接近实际分子。结构式称为极限式， 它们之间用“ ”表示共振。,+,+,-,-,共振杂化体,-,-,-,-,-,-,-,-,-,（2） 极限式的写法 严格遵守经典原子结构 理论，H的外层电子不能超出两个，第二周期 元素的最外层电子不能超过八个。原子核的相 对位置不能变，只允许电子排布有所差别。,CH2=CH-CH=CH2,+CH2-CH=CH-CH2-,CH2=CH-

4、CH+-CH2-,-CH2-CH=CH-CH2+,CH2=CH-CH2+,+CH2-CH=CH2,CH2 CH2,CH+,不允许,原子核位置移动了,(3)所有极限式中，单电子数必须相等。,（4）共振结构式的能量和稳定性。,CH2=CH-CH2,CH2-CH=CH2,CH2-CH-CH2,A. 共价键越多极限式越稳定,B. 相邻共价键极限式稳定,C. 电荷分布符合元素电负性所预计的极限式越稳定,CH2=CH-CH=CH2,+CH2-CH=CH-CH2-,+,-,+,-,只有能量相差不大、能量较低、结构相似 的极限式共振才有意义。他们称为共振杂化 的主要参与式。,D. 第二周期元素满足八隅体电子构

5、型的极限式稳定,E. 相邻两原子带有同种电荷极限式能量高,CH2=CH-CH=CH2,CH2=CH-CH+-CH2-,C原子八隅体,C原子外层六电子,苯的主要 参式式,（5）共振杂化体的能量低于任何一个极限式 的能量，与最稳定极限式的能量差值即为共 轭能。,将极限式 看作环己三烯,苯的氢化热与三倍的 环己烯的氢化热差值即为 苯的共轭能=150.4KJ/mo l,CH2=CH-CH2+,+CH2-CH=CH2,烯丙基碳正离子的主要参与式:,结构相似,能量相近 的共振杂化体,CH2_ CH CH2,+,接近真实结构,苯,3环己烯,能量,环己烷,侧链不同和环上取代基位置不同引起的异构,（1）以苯为母

6、体 （2）多取代苯也可选一个基团加苯环为母体 （3）侧链较复杂也可选侧链为母体,乙（基）苯,1，2-二甲基苯,1，3-二甲基苯,1，4 -二甲基苯,邻/0,间/m,对/p,3-乙基甲苯（间）,3-苯基丙炔,2 单环芳烃的构造异构和命名,例： C8H10,（4）苯环上有其它原子或基团可将这类化合物 看着芳烃衍生物，例如苯甲酸、酚、苯胺 .,邻硝基乙苯,-Cl, -NO2, -NO 总是作为取代基,2-氯苯胺,4-氨基苯酚,3-羟基-4-氨基 苯甲酸,-OR,-R,-NH2,-OH,-COR,-CHO,-CN,-CONH2, -COX-COOR,-SO3H,-COOH 在后的选作母体,在前的作为取

7、代基。,H,+,+,+,+,存在不稳定的 共振结构式,存在不稳定的 共振结构式,NH2,+,NH2,+,NH2,NH2,+,NH2,+,NH2,+,+,八隅体结构稳定,在邻、对位取代的碳正离子的共振结构 式中有稳定的八隅体结构式，这两种碳正 离子稳定，主要为邻、对位产物。,8.1 联苯、三苯甲烷及其衍生物 8.2 稠环芳烃 8.3 非苯芳烃,多环芳烃和非苯芳烃,7.2 联苯、三苯甲烷及其衍生物,一. 联苯 无色晶体 b.p70 m.p255 不溶入水,溶入有机溶剂。（热载体联苯醚）,Zn，NaOH,HCl,二. 三苯甲烷及其衍生物,C,O,C,C,C,N+(CH3)2,N+(C2H5)2,(C

8、H3)2N,COOH,COOH,(C2H5)2N,O,SO3H,O,OH,OH,O,酚酞,孔雀绿,酚红,罗丹明B,OH,1.3 稠环芳烃 一. 萘及其衍生物 1.萘的结构、同分异构和命名,白色上闪光晶体 m.p80.6b.p218 可升华,不溶入水,1,4,5,8相同-位 2,3,6,7相同-位,一元取代物两种 例： -萘酚 -萘酚,OH,OH,b,c,d,a,键长：a=0.138 b=0.142 (nm) c=0.136 d=0.140,C: SP2杂化,C-C键由SP2-SP2形成单键, 另外十个P重叠形成大键9，10C的P轨道 除相互重叠外还分别和1、8；4、5C的P轨 道重叠。,萘分子

9、模型,17.1 杂环化合物的分类和命名,杂环,单杂环,稠杂环,五元杂环,六元杂环,furan,thiophene,phrrole,pyridine,pyrimidine,Quinoline,indole,purine,呋喃,噻吩,吡咯,吡啶,喹啉,嘧啶,吲哚,嘌呤,imidazole,thiazole,咪唑,噻唑,2 ,3 , 5, 4,1,1,2,3,4,5,杂环上编号从杂原子开始：1，2， 杂原子相邻为,依顺为. 多个杂原子从O、S、N.顺序开始,特定杂环的命名规则,对单杂环而言，一般从杂原子开始顺着环编号，尽量使环上其它杂原子的序号较小，并按O、S、-NH-、-N=的顺序决定优先的杂原子

10、。若环上有取代基，尽量给其较小编号。例如：,环上只有一个杂原子时，有时也从靠近杂原子的碳开始用、等编号。例如，,-二甲基呋喃。,2-呋喃甲醛 -呋喃甲醛,糠醛,N-甲基咪唑,4-甲基噻唑,稠杂环化合物环上编号：,1,3,4,7,1,3,5,8,1,3,4,5,6,2,7,8,9,2,4,6,7,2,5,6,6-氨基嘌呤,腺嘌呤,-吡啶甲酸,8-羟基喹啉,3-吲哚甲酸乙酯,萘的电子云,萘结构特征：有十个碳十个P参与组合的平 面环状闭合的共轭体系。芳香性 但是电子云分布并不完全平均，键长也不 完全平均。 共轭能：萘 苯,二. 蒽和菲 (互为同分异构体),兰色荧光片状晶体，m.p216,b.p340

11、 不溶入水,溶入苯。,无色晶体，m.p100, b.p340 不溶入水,溶入苯。,1，4，5，8 - 2，3，6，7 - 9，10 -,1，8；2，7；3，6； 4，5；9，10,14个C：SP2杂化，14个P组成环状闭合共轭体系 该体系有14个原子14个电子，分子共平面。,（14 ）14,四.其他稠环芳烃,Indene 茚,Beuorene 芴,Acenaphthene 苊,Pyrene 芘,Chrysene,Picene,芳香族稠环烃较多,IUPAC沿用了35个稠环 芳烃作为母体,其他看作衍生物。,1 卤代烃的分类和命名,卤代烃 R-X 烃的衍生物 -X 官能团,卤代烷 卤代烯烃 卤代芳烃

12、,伯(1)卤代烃 仲(2)卤代烃 叔(3)卤代烃,乙烯基型卤代烃 烯丙基型卤代烃 卤苯型卤代烃 苄基型卤代烃,CH3CH2CH2CH2Br,CH3CH=CHCH2Cl,CH2=CHCl,苯甲基氯(氯苄),溴苯,烯丙基氯,2-氯-7-甲基二环4，3，1癸烷,反-1-氯-2-苯基环己烷 稳定构象,CH2=CHCH2Cl,Cl,C=C,Cl,CH3,H,Cl,CH3,Cl,(E)-2-氯-1-苯丙烯,1.3 醇、酚、醚、硫醇,1.3.1 醇醇(Alcohol), 醇,10.1 醇的结构、分类和命名,醇的结构,：O ：,H,R,水：氧SP3“V”,“V” 型结构,少数烯醇SP2 C=COH HCC=O

13、（酮式）,重排,醇的分类,饱和醇 不饱和醇 芳醇,OH,CH3CH2CH2OH,CH3CH=CHCH2OH,酚、不是醇,一元醇 二元醇 多元醇,伯(1)醇 仲(2)醇 叔(3)醇,CH3CH2CH2CH2OH,甘油 丙三醇,1，2 丙二醇,仲丁醇 2-丁醇,正丁醇 1-丁醇,苄醇 苯甲醇,醇的命名,1.简单的醇，可以由烃基加上醇。 2.系统命名法 母体“某醇”， 主链选择包括-OH，编号-OH最小； 多元醇“某X醇”有时-OH位置要标出。,芳醇 羟基在芳环侧链上的化合物叫做芳醇。与脂肪醇的命名相似，把芳基看作是取代基。例如：,（一） 酚,11.1 酚的结构、分类和命名,Ar-OH 酚 结构由两部分组成芳基和羟基,HO,一元酚 二元酚 多元酚,对甲苯酚,对羟基苯甲酸,苯酚,-奈酚,-奈酚,对苯二酚,酚的命名在相应的芳基后面加酚, 醚,10.7 醚的分类和命名,R-O-R -O-氧基，醚键,O,CH3CH2CH2CHCHCH3,O,OCH3,OCH3,CH3CH2CH-CHCH3,OH,OCH3,甲醚,乙