有机第三章芳香烃

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1、第三章芳香烃芳香烃根据分子中所含苯环的数目和结合方式分为单环芳烃、稠环芳烃和多环芳烃。单环芳烃：指分子中仅含一个苯环的芳烃，包括苯、苯的同系物和苯基取代的不饱和烃。苯甲苯乙苯苯乙烯稠环芳烃：指分子中含两个或两个以上苯环，且苯环之间共用两个相邻的碳原子结合的芳烃。萘蒽菲多环芳烃：指分子中两个或两个以上苯环通过单键或碳链连接的芳烃。二联苯1，4-联三苯二苯甲烷第一节单环芳烃、苯的结构苯的分子式为C6H6，碳氢数目比为1：1，应具有高度不饱和性。但事实上，苯在一般条件下，不能被高锰酸钾等氧化剂氧化，也不能与卤素、卤化氢等进行加成反应，

2、但它却容易发生取代发应。并且苯环具有较高的热稳定性。象苯环表现出的对热较稳定，在化学反应中不易发生加成、氧化反应，而易进行取代反应的特性，被称之为芳香性。1865年，凯库勒（Kekule’）提出了苯的环状对称结构式苯的凯库勒式可以说明苯分子的组成及原子相互连接次序，并表明碳原子是四价的，六个氢原子的位置等同，因而可以解释苯的一元取代产物只有一种的事实。但不能解释苯的邻位二元取代产物只有一种的实验事实。按凯库勒式推测苯的邻位二元取代产物，应有以下两种：凯库勒式不能表明苯的真实结构近代物理方法测定证明，苯分子中的六个碳原子和六个氢原

3、子都在同一平面上，碳-碳键长均相等（0.1396nm），六个碳原子组成一个正六边形，所有键角均为120°六个碳原子完全等同，所以大π键电子云在六个碳原子之间均匀分布，即电子云分布完全平均化，因此碳-碳键长完全相等，不存在单双键之分。由于苯环共轭大π键的高度离域，使分子能量大大降低，因此苯环具有高度的稳定性。二、单环芳烃的异构和命名1．一元烷基苯一元烷基苯的命名，一般是以苯作母体，烷基作取代基，称为“某基苯”，基字可省略。甲苯乙苯正丙苯异丙苯2．二元烷基苯二元烷基苯命名时，两个烷基的相对位置既可用“邻”、“间”、“对”表示，也可用

4、数字表示1,2-二甲苯1,3-二甲苯1,4-二甲苯邻二甲苯间二甲苯对二甲苯或o-二甲苯或m-二甲苯或p-二甲苯2-乙基甲苯3-叔丁基乙苯邻乙基甲苯间叔丁基乙苯3．多元烷基苯1,2,3-三甲苯1,3,5-三甲苯1,2,4-三甲苯连三甲苯均三甲苯偏三甲苯4．不饱和烃基苯和复杂烷基苯苯环上连有不饱和烃基或复杂烷基时，一般把苯作取代基来命名。苯乙烯苯乙炔3-苯基丙烯2-甲基-2苯基丁烷芳烃分子中去掉一个氢原子后剩余的基团叫做芳基，以Ar-表示。苯基苄基或苯甲基三、单环芳烃的物理性质（自学）苯环上闭合大π键电子云的高度离域，使得苯环非常稳

5、定。在一般条件下大π键难于断裂不易发生加成和氧化反应；苯环上大π键电子云分布在苯环平面的两侧，流动性大，易引起亲电试剂的进攻发生取代反应。苯环虽难于被氧化，但苯环上的烃基侧链由于受苯环上大π键的影响，α-氢原子变得很活泼，易发生氧化反应。同时，α-氢原子也易发生卤代反应。苯环上的闭合共轭大π键具有一定的不饱和性，在强烈的条件下，也可发生某些加成反应。四、单环芳烃的化学性质1.亲电取代反应（1）卤代反应苯环上的氢原子被卤原子取代的反应称为卤代反应。卤代仅限于氯代和溴代，活性顺序：Cl>Br苯环上的氢原子被其他原子或基团替代的反应称

6、为取代反应。溴苯卤代反应历程①②③（2）硝化反应苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物共热，苯环上的氢原子被硝基取代生成硝基苯的反应称为硝化反应。硝基苯硝化反应历程①②③（3）磺化反应磺化反应是可逆反应，苯磺酸通过热的水蒸汽，可以水解脱去磺酸基。苯与98%的浓硫酸共热，或与发烟硫酸在室温下作用，苯环上的氢原子被磺酸基取代生成苯磺酸的反应称为磺化反应。苯磺酸磺化反应历程①②③④（4）傅瑞德尔-克拉夫茨（Friedel-Crafts）反应i烷基化反应在无水三氯化铝催化下，苯环上的氢原子被烷基或酰基取代的反应，叫做傅氏反应。傅氏反应包括烷基化和酰

7、基化反应。常用的烷基化试剂为卤代烷，有时也用醇、烯等。常用的催化剂是无水三氯化铝，此外有时还用三氯化铁、三氟化硼等。烷基化反应历程①②③三个碳以上的卤代烷进行烷基化反应时，常伴有异构化（重排）现象发生。这是由于生成的一级烷基正碳离子易重排成更稳定的二级烷基正碳离子。异丙苯正丙苯CH(CH3)2CH2CH2CH3++CH3CH2CH2Cl无水AlCl3（65~69%）（31~35%）烷基化反应难以停留在一元取代阶段。要想得到一元烷基苯，必须使用过量的芳烃。ii酰基化反应傅氏酰基化反应常用的酰基化试剂为酰氯或酸酐。OCH3COOCC

8、H3OCCH3+AlCl3苯乙酮酰基化反应历程①②③酰基化反应不发生异构化；不发生多元取代；当苯环上连有强吸电子基如硝基、羰基时，不发生酰基化反应。2．苯的同系物侧链的卤代反应苯环侧链的卤代反应属于游离基反应苯的同系物与卤素在铁或三卤化铁存在下用，则卤代反应发生