第六章 芳香烃.ppt

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1、第六章芳烃（芳香烃）一、芳烃的特点与分类二、芳烃的构造异构和命名三、苯的结构四、芳烃的来源五、芳烃的物理性质六、单环芳烃的化学性质七、苯环上取代反应定位规则八、稠环芳烃九、芳香性十、富勒烯十一、非苯系芳烃学习要求1．掌握芳香烃及其衍生物的命名。2．理解苯环的结构特征。3．掌握苯及其同系物的化学性质。4．了解苯环上亲电取代反应历程，能熟练应用取代基定位规律。5．了解芳烃的制备和来源。重点与难点亲电取代反应、取代基的定位效应是本章的重点。难点主要体现在对芳香性的理解及对取代基的定位效应的判断和应用。第一节苯的结构C6H6:正六边形、共平

2、面键角120°键长0.140nm（C-C:0.154nm,C=C:0.134nm）氢化热低（208.5<3x119.3）苯具有特殊稳定性1、杂化轨道理论解释2、分子轨道理论解释乙烯苯3.共振论解释共振论要点分子的真实结构是由共振结构式的叠加（共振）而形成的共振杂化体（用表示）各共振结构式中原子核的相对位置必须是相同的共振结构参与杂化的比重不同，能量愈低愈稳定的共振结构对共振杂化体的贡献越大电荷分布符合元素电负性预计的能量低第二周期元素的外层符合八隅体电子构型的能量低，稳定相邻两原子带有相同电荷的共振体能量高具有结构上相似和能量上相同

3、的两个或几个参与结构式，形成的共振杂化体特别稳定第二节芳烃的异构现象与命名一、分类二、芳烃同分异构现象正丁苯1.侧链异构仲丁苯异丁苯叔丁苯1,2,3-三甲苯连三甲苯2位置异构1,2,4-三甲苯偏三甲苯1,3,5-三甲苯均三甲苯三、芳烃的命名1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2多环芳烃或当侧链较复杂时，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）对苯二乙烯3芳烃去掉一个氢原子剩下部分为芳基：苯基(P

4、henyl)(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多官能团化合物命名—COOH、—SO3H、—COOR、—COCl、—CONH2、—CN、—CHO、—COR、—OH、—NH2、—C=CR、—C=CHR、—OR、—R、—Cl、—NO2当含有不同官能团时，一般按下列次序确定母体，排在前面优先考虑。一、芳烃的结构特点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π电子离域体系由4n+2个π电子构成，即符合Hückel规则第

5、三节单环芳烃的性质二、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。苯的核磁共振谱三、光谱性质甲苯的核磁共振谱异丙苯C6H5CH(CH3)2的核磁共振谱C6H5(CH3)2CH甲苯的红外光谱邻二甲苯的红外光谱间二甲苯的红外光谱对二甲苯的红外光谱四、单环芳烃的化学性质1、亲电取代反应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（一）亲电取代反应1、卤化反应2、硝化反应3、磺化反

6、应4、Friedel-Crafts反应5、氯甲基化反应6、亲电取代反应机理1、卤化反应a．催化剂：FeCl3、FeBr3、AlCl3等b．卤素活性：F2>Cl2>Br2>I2c．芳烃活性：烷基苯>苯>卤代苯芳烃与卤素作用生成卤代芳烃的反应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

7、酸。a.磺化剂：浓H2SO4或发烟H2SO4b.底物活性：烷基苯>苯>苯磺酸c.可逆反应：磺酸基在190℃过热水蒸气或稀酸一起加热可脱去。0℃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.芳环上连有强吸电基(-NO2、-CN、-COR、-SO2R)时酰基化和烷基化反应均难以进行e.芳环上连有-NH2、-NHR、-NR2烷基化反应难进行a.常用催化剂：AlCl3、FeCl3、Zn

8、Cl2、(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，无重排产物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。与烷基化反应