《芳香烃的化学性质》PPT课件

《《芳香烃的化学性质》PPT课件》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11章芳香烃的化学性质11.1苯的结构11.2苯的亲核取代反应11.3苯的亲核取代反应定位规律11.4烷基苯的反应11.4稠环芳烃11.5非苯芳烃芳香烃苯及其同系物、多苯环物及衍生物构成芳香族碳氢化合物简称芳香烃或芳烃。芳香性芳香烃比较稳定，苯环较容易进行取代反应，不容易进行加成反应和氧化反应，称为芳香性。非苯芳烃分子中不含苯环，但有芳香性的碳氢化合物称为非苯芳烃11.1苯的结构现代物理方法测得苯的结构为：苯分子的六个碳原子和六个氢原子都在同一个平面上，六个碳原子构成正六边形，C—C键长为0.140nm，C—H键长为0

2、.108nm，键角∠CCH及∠CCC均为120°.苯分子模型凯库勒（Kekule）结构式不能真实代表苯的化学性质：价键理论对苯结构的处理杂化轨道理论认为苯环中碳原子为sp2杂化状态，三个sp2杂化轨道分别与另外两个碳原子的sp2杂化轨道形成两个C—Cσ键以及与一个氢原子的s轨道形成C—Hσ键，没有杂化的p轨道相互平行且垂直于σ键所在平面，它们侧面互相重叠形成闭合大π键共轭体系。大π键的电子云像两个救生圈分布在分子平面的上下。共振论认为苯的结构是两个或多个经典结构的共振杂化体：苯的氢化热比假想的1,3,5-环己三烯的低15

3、0kJ·mol-1，称作共振能或离域能，体现了苯的稳定性。芳香化合物具有特殊稳定性的不饱和环状化合物。芳香性:结构上-----一般都具有平面或接近平面的环状结构，键长趋于平均化，并有较高的C/H比值。性质上-----芳环一般都难以氧化、加成，而易于发生亲电取代反应。芳香族化合物和芳香性苯环上的C—H键伸缩振动在3030cm-1附近，表现为中等强度吸收；苯环上C＝C骨架振动在1575～1625cm-1与1475～1525cm-1处为中等强度。在700～900cm-1区内出现芳环上C—H键面外弯曲振动吸收峰，但环上相邻接氢的

4、数目不同，吸收位置有差别，可用它区别同分异构体。苯的IR谱11.2单环芳烃的亲电取代反应总反应历程：σ络合物的能量比苯高，不稳定，很容易从sp3杂化碳原子上失去一个质子，使该碳原子恢复成sp2杂化状态，再形成六个π电子离域的闭合共轭体系——苯环，生成取代苯。亲电试剂π络合物σ络合物取代苯（1）硝化反应实验(如凝固点降低和光谱分析)已证实，在混酸中存在着平衡，同时实验也证明了，苯的硝化反应是由硝酰正离子的进攻引起的。浓硫酸的作用是增强试剂NO2的亲电能力。（2）卤代反应F2>Cl2>Br2>I2催化剂的作用是使卤素变成强亲

5、电试剂，促进反应。（3）磺化反应可逆反应在有机合成上常用来保护苯环上的某个氢。磺化反应是由SO3（也有人认为是+SO3H）进攻苯环而引起的，通过硫原子进攻苯环。【实例】合成洗涤剂举例：?【实例】磺胺类药物的合成（4）烷基化反应（Friedel-Craft反应）傅列德尔－克拉夫茨反应试剂是烷基正离子，伴随碳正离子重排.应用：合成烷基苯的重要方法，工业上广泛使用，如合成异丙苯、乙苯和十二烷基苯等。65%35%烷基化试剂：卤代烷、烯、醇等傅-克酰基化反应反应的局限性：芳环上有吸电子基如:硝基、羰基等不发生F-C酰化反应。应用：

6、制备芳香酮、双官能团化合物或直链取代烷基苯（5）氯甲基化反应芳环上有强吸电子基，反应均不发生。在无水ZnCl2存在下，芳烃与甲醛及氯化氢作用下，结果苯环上的氢被氯甲基（—CH2Cl）取代，称为氯甲基化反应。应用:-CH2Cl很容易转化为-CH2OH、-CH2CN、-CHO、-CH2COOH、-CH2NH2等，在有机合成上可方便地将芳烃转化成相应的衍生物。11.3.苯环上取代反应的定位效应及反应活性邻对位定位基（Ⅰ类定位基）致活的邻对位定位基(除卤素外)。-X为致钝的邻对位定位基.间位定位基（Ⅱ类定位基）致钝的间位定位基举

7、例为什么邻对位定位基对邻对位活化作用更大？为什么卤素致钝(-I>+C)却是邻对位定位基?共轭效应控制定位为什么间位定位基钝化苯环，并且钝化邻对位大于间位？二取代苯的定位效应1）原有取代基定位效应一致，第三个取代基进入它们共同确定的位置。2）两个取代基定位效应相矛盾，由基团致活能力顺序判断第三个基团取代的位置。①.两个基团不同类，定位效应受邻对位取代基控制。②.两个取代基为同一类，定位效应受致活能力较强的基团控制。③.两个取代基定位效应接近，难预测主要产物，为混合物。写出下列化合物一硝化时的主要产物11.4烷基苯的反应α-

8、氢的反应烷基苯的烷基与苯环相连的碳原子称为α-碳原子，其上的氢称为α-氢。在分子构造上芳烃侧链的α-氢与烯烃的α-氢相似，受苯环的影响比较活泼。1.侧链氧化有αH的烷基苯，氧化成苯甲酸。[讨论]选择：(a)1.硝化2.氧化3.溴代(b)1.氧化2.硝化3.溴代(c)1.氧化2.溴代3.硝化2.侧链卤代溴代反应也可以用