有机化学~42芳香烃

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1、苯甲苯4.2芳香烃芳香烃：具有芳香性的烃。芳香性：环稳定，不易加成，不易氧化，易取代的特性称为芳香性。芳烃的分类：芳烃苯系芳烃非苯芳烃单环芳烃多环芳烃稠环芳烃(2)多环芳烃联苯二苯基甲烷(3)稠环芳烃萘蒽菲甲苯氯苯异丙苯邻二甲苯(1)单环芳烃4.2.1芳烃的构造异构和命名1.构造异构当芳环侧链上的C原子为3个以上时，产生构造异构：丙苯异丙苯当苯环上连有2个以上的取代基时，则产生位置异构,二取代苯有3个异构体。2.命名芳基：芳烃去掉一个H原子后所剩余的部分苯基(Phenyl)：C6H5−,Ph−，φ−芳基(Aryl)

2、：Ar−(1)苯环上取代基是简单烷基、-X、-NO2、-NO以苯环为母体，称“某苯”甲苯氯苯异丙苯硝基苯(2)当苯环上连有两个以上取代基时，需标明取代基位号或取代基间的相对位置1,2-二甲苯邻二甲苯o-二甲苯o-:ortho-;m-:meta-;p-:para1,3-二甲苯间二甲苯m-二甲苯1,4-二甲苯对二甲苯p-二甲苯二取代苯的三个异构体:多取代苯：1,3,5-三甲苯均三甲苯1-乙基-2-丙基-5-丁基苯(3)苯环上取代基是复杂烷基或其它基团时，苯环作取代基2-甲基-3-苯基戊烷2-苯基-2-丁烯苯乙炔二苯基甲

3、烷苄基氯母体官能团次序(规定)：(4)多官能团化合物的命名按照“母体官能团次序”，以次序在前的官能团为母体;其它的官能团均为取代基。醇>酚命名：取代基名称+母体名称例如：官能团次序：4-羟基-3-甲氧基苯甲醛3-丁烯-2-醇3-硝基-4-羟基苯乙酮编号时，把母体基团所在位作为1位，应尽量使取代基的编号较小。6个C–Cσ键:sp2–sp2相互交盖，6个C–Hσ键:sp2–1s相互交盖。6个2p轨道的对称轴垂直于环所在平面，彼此相互平行，两侧进行侧面交盖，形成闭合的π轨道.6个π电子离域在六个C原子上。由此形成一个闭合

4、的共轭体系。苯的分子结构苯4.2.2苯的构性相关分析1.苯的结构C:sp2杂化，C、H原子共平面，键长完全平均化，闭合共轭体系(环状大π键)2.苯的构性相关分析苯的氢化热：208.5kJ•mol-1环己三烯的氢化热：3×119.3＝357.9kJ•mol-1闭合共轭体系的存在，使苯环比较稳定，难加成，难氧化，易取代(亲电取代），但在剧烈条件下，可以和氢气、卤素加成，苯环侧链的的α-H比较活泼，可以被卤素取代，也可以被氧化。环状的共轭体系导致苯分子具有相当高的稳性。苯环上的π电子云分别位于环的上方或下方，相当于一个电

5、子源。供电体:苯环吸电体:E+,Lewis酸4.2.3单环芳烃的化学性质1.芳环上亲电取代反应当芳环与亲电试剂作用时，发生取代反应：芳环上的亲电取代反应:试剂中的亲电部分从芳环上取代一个H原子：芳环上亲电取代反应的类型硝化磺化烷基化酰基化卤化(75%)催化剂通常使用的Lewis酸：FeCl3,FeBr3和AlCl3.(1)卤代反应活性：F2>Cl2>Br2>I2苯的溴代反应机理：第一步：Br2分子的极化Br2与FeBr3的络合第二步：极化了的溴进攻苯环生成苯碳正离子中间体。此步骤是决定反应速率的一步。第三步：失去质

6、子恢复芳香体系烯丙基型正离子:p-π共轭π-电子的离域：H—O—NO2+H2SO4NO2++H3O++HSO4---苯与混酸(浓HNO3和浓H2SO4)作用(2)硝化反应酸碱总式:硝酰正离子50~60℃硝化反应中的亲电试剂是NO2+(硝酰正离子)2H2SO4+HONO2NO2++H3O++2HSO4-H2SO4+HONO2H—O—NO2+HSO4-+••H+••H硝酰正离子是个强的亲电试剂,它可与苯环结合先生成络合物.然后这个碳正离子失去一个质子而生成硝基苯.硝化反应历程HNO2硝基苯不易继续硝化.在更高的温度下

7、或发烟硫酸和发烟硝酸的化合物作硝化剂才能引入第二个硝基,且主要生成间二硝基苯.间二硝基苯93.3%(发烟)H2SO4(发烟)95℃烷基苯在混酸的作用下,也发生环上取代反应,比苯容易,而且主要生成邻位和对位的取代物.邻硝基甲苯58%对硝基甲苯38%进一步硝化，生成2,4,6-三硝基甲苯（TNT）30℃苯与发烟H2SO4或浓H2SO4反应，生成苯磺酸：三氧化硫苯磺酸(Benzenesulfonicacid)(56%)(3)磺化反应磺化反应是可逆的，强酸利于磺化反应进行，酸的热水溶液利于脱磺基反应进行。反应机理:第一步:

8、亲电试剂的生成第二步:SO3作为亲电试剂，进攻苯环决定反应速率的一步第四步:质子转移，生成苯磺酸第三步:失去氢，恢复芳香体系(4)Friedel-Crafts烷基化反应在AlCl3等催化下，苯与卤代烷(烷基化剂)应，生成烷基苯：异丙苯2-氯丙烷反应机理:第一步碳正离子的生成：第二步碳正离子作为亲电试剂进攻苯环，形成新的C–C键:决定反应速率的一步CH3X和R