(理学)大学有机化学第04章

《(理学)大学有机化学第04章》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、4.1芳烃的分类、命名和异构4.1.1芳烃的分类4芳烃芳香族碳氢化合物(又名芳烃)是一类在结构上具有单、双键相间的环状化合物。类型定义实例含一个苯环的芳烃甲苯多环芳烃稠环芳烃多个苯环共用两个以上碳原子萘联苯多个苯环以单键相连联苯多苯代脂肪烃甲烷非苯芳烃含有结构及性质与苯环相似的芳烃薁芳烃的类型单环芳烃苯环之间相隔一个以上碳原子4.1芳烃的分类、命名和异构4.1.2芳烃的命名4芳烃1简单烷基苯以苯为母体。但烃基较复杂或有不饱和烃时,可以把苯环作为取代基。2某些取代基,如硝基(-NO2),亚硝基(-NO),卤素等取代的芳烃,母体总是苯。读作某(

2、基)苯。3当取代基为氨基(-NH2)、羟基(-OH)、醛基(-CHO)和羧基(-COOH)等时,它们各作为一类。4当环上有取代基时,首先选好母体,依次编号。在下述顺序中，排在后面的为母体，排在前面的为取代基。－OR，－R，－NH2，－OH，－COR(酰基)，－CHO，－CN，－CONH2(酰胺)，－COX(酰卤)，－COOR，－COOH4.1.2.1单环芳烃和多苯代脂肪烃的命名4.1芳烃的分类、命名和异构4.1.2芳烃的命名4芳烃联苯类化合物以联苯为母体来命名，联苯的编号方法如下：4.1.2.2联苯类化合物的命名例如：4.1芳烃的分类、命名

3、和异构4.1.2芳烃的命名4芳烃4.1.2.3稠环类化合物的命名稠环类化合物以萘或蒽或菲为母体来命名。例如：例如：4.1芳烃的分类、命名和异构4芳烃4.1.3芳烃的异构现象三取代苯有三种以上的异构体。三个取代基都不相同时异构体最多，有10种。三个取代基都相同时异构体最少，但也有3种。一取代苯只有一种，没有异构体，但多取代苯存在异构体。二取代苯有三种异构体，邻、对、间二取代苯。联苯类和稠环类芳烃的异构体更多，即使是一取代物，也存在异构体。4.2苯的异构和休克尔规则4.2.1苯的结构4芳烃4.2.1.1凯库勒结构苯的分子式是C6H6，它的不饱和

4、度是F=(6x2-6)/2+1=4。理论基础：价键理论六元环；六个碳原子和六个H原子等同；单双键相间。该结构能说明的事实：加氢产物是环己烷；一元取代产物只有一种。该结构不能说明的事实：邻位二元取代产物也只一种；很难发生双键上的加成反应；不被高锰酸钾等氧化剂氧化。1825年Faraday从照明气中分馏得到苯；1833年Mitscherlich确定了苯的分子式为C6H6；1865年Kekule提出了苯的六角环状结构式。理论基础：分子轨道理论（20世纪30年代）没有孤立双键；六个p轨道形成了一个包含六个碳原子在内的闭合共轭体系；六个碳原子和六个H

5、原子等同；六个碳碳键等同；所有碳和H原子在一个平面上。该结构能解释以上所有现象。4.2.1.2离域结构4.2苯的异构和休克尔规则4.2.1苯的结构4芳烃4.2.1.2离域结构苯的分子轨道和能级示意图分子中每个碳原子都以sp2杂化轨道分别与一个氢和两个碳以σ键结合，3个σ键之间的夹角都是120°，每个碳还剩一个p电子，处于和苯环平面相垂直的p轨道上。6个π电子的总能量为2(α+2β)+4(α+β)=6α+8β，比在3个孤立的π轨道中具有的总能量6α+6β低Keklue结构式目前代表意义：6个等同的碳碳σ键和一个包括6个碳原子6个p电子的环

6、状封闭的共轭大π键结构。4.2苯的异构和休克尔规则4.2.1苯的结构4芳烃4.2.1.3共振结构共振论认为许多化合物的真实结构是由多个共振结构式共振而成的共振杂化体。共振论理论要点：上述苯的共振结构中，只有前面两个能量较低，稳定性较大，其它的共振结构对苯的真实分子贡献很小，可以忽略。所以，苯基本上只是前两个共振结构的杂化体。1、各共振结构式中原子位置无任何变动，且成对或未成对的电子数也应相同，它的差别在于电子的分布。2、能量越低越稳定的共振结构在共振杂化体中占较大的分量，它们的贡献越大。3、没有正负电荷分离的共轭结构式贡献较大。4、原子均满

7、足惰性气体电子构型的共轭结构式贡献较大，5、如果在共振结构式中，具有结构上相似和能量上相同的两个或多个共振结构式，则不仅这些相同的共振结构式都是主要的共振结构式，而且由此共振而形成的共振杂化体也特别稳定。6、共振杂化体的能量比能量最低的共振结构还要低。这种能量之间的差叫共振能(离域能)。4.2苯的异构和休克尔规则4芳烃4.2.2芳烃分子中π电子的特性苯环上的大键是非常稳定的.它很难象烯烃一样与亲电试剂发生加成反应,而容易发生苯环上的对氢原子的取代反应.苯分子这种特殊的化学反应性能,称为芳香性.所有的芳香化合物都有这种芳香性.芳烃：芳烃的典

8、型代表是苯，从结构上看，苯有三个不饱和键，它似乎应比烯烃和炔烃更具不饱和性。但是，实际上，苯环上的6个p轨道形成了一个大66键，6个电子均匀地分布在苯环平面的上下方。这种大