有机化学农科课件4芳香烃a

《有机化学农科课件4芳香烃a》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章芳香烃(Aromatichydrocarbons)4.1芳香烃的分类、结构及命名4.2芳香烃的来源及物理性质4.3芳香烃的化学性质4.4苯环上亲电取代的定位规律4.5多环芳烃4.6非苯芳烃概述芳香烃是一切芳香化合物的母体，是有机化合物的主要两大类之一。由于芳香化合物的分子中都含有一个基本结构C6H6—即苯环结构，因此，将含有苯环的一类化合物称为芳香物。但随着有机化学的发展，发现许多不具有苯环结构，同样具有一些和芳香烃相同性质的的化合物，同时很多芳香化合物并不具有芳香味。现在芳香烃是指结构上具有某些特点(环

2、状高度不饱和)并且有芳香性的一大类化合物。芳香性：易发生取代反应，不易发生加成反应，不易氧化，不易开环的性质。4.1芳香烃的分类、结构及命名4.1.1芳香烃的分类4.1.2苯的结构苯的特征:(a)分子式C6H6,C:H=1:1,不饱和程度高(b)稳定性好——可由煤在1000C制取；不被KMnO4氧化，不易发生加成反应。芳香族化合物的特性——芳香性(a)苯环易发生取代，难发生加成反应(b)不易氧化(c)苯环具有特殊稳定性1.苯的Kekulé结构1825年法拉弟(Faraday)从照明气中分离得到1865～189

3、9年，提出了各种结构表达式Kekulé,1865Dewar,1866~1867Ladenburg,1869Armstrong-Baeyer1887~1888Claus,1888Thiele,1899最为人们所普遍接受的是共轭环己三烯苯Kekulé苯能解释苯的一些现象：(a)苯的一取代物只有一种(b)苯可以加氢还原为环己烷(c)在光照条件下，苯可以和3分子氯气加成Kekulé苯Kekulé苯结构式不能解释的现象：苯容易发生取代反应，却难于发生加成和氧化反应按照Kekulé结构式，邻位二取代苯应该有两个异构体，但实

4、际上只有一个苯的氢化热远低于环己三烯结构环烯烃的氢化热氢化热(kJ/mol)120232208120×3=360(kJ/mol)360－208=152(kJ/mol)——苯的稳定化能苯与假想的“环己三烯”氢化热比较2.苯的现代结构近代物理方法对苯结构的研究结果苯的6个碳原子形成平面正六边形碳-碳键长均等，为140pm所有键角均为120°Robinson1925年建议用如下表达式3.苯的分子轨道描述6个碳原子都是sp2杂化未参与杂化的p轨道带着一个电子垂直于环平面，形成一个闭合环状的大键6个原子轨道组成6个分

5、子轨道(其中3个是成键轨道，3个为反键轨道)在基态，6个电子都处于成键轨道上大键的表示方法：4.1.3苯及其衍生物的命名和异构当化合物分子中含有2个以上官能团和取代基时，按下列顺序确定主官能团：－OH,－NH2与苯环一起构成母体“苯酚”、“苯胺”；－OH以前基团与苯环相连时，苯环作为取代基命名。一取代苯的命名苯环作为母体：－X，－NO2，－NO，简单烷基苯环作为取代基R之前基团与苯环相连时带较长烷基或取代基较复杂时分子中有多个苯环，以任一苯环为母体命名都有困难时取代基上带官能团时2.二取代苯的命名2个取

6、代基相同(1,2-o-邻；1,3-m-间；1,4-p-对)2个取代基不同(确定主官能团)多取代苯(确定主官能团，按最低系列原则编号)4.2芳香烃的来源及物理性质4.2.1芳香烃的来源1.煤焦油的分馏煤焦油大约有350种不同的化合物。从1000吨的煤炼焦中，可得6.5吨苯、0.6吨甲苯和二甲苯在分馏中有约40%的焦油经分馏蒸出(1)80～170℃轻油(1～2%)苯、甲苯、二甲苯(2)170～215℃酚油(2～3%)苯酚、甲酚、二甲酚(3)215～230℃萘油(8～10%)萘(4)230～290℃洗涤油(8～10%

7、)萘、苊、芴(5)290～350℃蒽油(18～25%)蒽、菲残留物焦油沥青(约55%)2.石油的芳构化4.2.2芳香烃的物理性质(自学)煤焦油中的芳烃4.3芳香烃的化学性质从分子式看苯C6H6是一个高度不饱和化合物，但其化合能力与脂肪族不饱和化合物相比有显著的差别。苯的不饱和性表现得极不显著，苯即使在加热条件下与KMnO4混合也不被氧化，不与HBr、H2SO4等发生加成反应。而是在催化剂的作用下，分子中的氢原子被溴原子或磺酸基所取代——亲电取代反应。保持苯的环体系的不变，其特殊的稳定性。苯分子中的氢可被-Cl、

8、-NO2、-SO3H、-R取代4.3.1亲电取代反应(ElectrophilicAromaticSubstitution)1.硝化(Nitration)反应机理硝基苯还原可得苯胺：得到的硝基苯不易继续进行硝化，在更高的条件下用发烟硝酸和浓硫酸作用，升高温度。+HNO3(发烟)+H2ONO2NO2NO2间二硝基苯浓H2SO4100℃甲苯的硝化很易进行，在30℃就可得到邻对位异构体。+H