《有机化学芳烃》PPT课件

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1、第七章芳烃Arene脂肪烃(aliphatics)芳香烃(arenes)烃单环芳烃多环芳烃联苯对苯脂肪烃稠环芳烃第一节苯的结构一、苯的凯库勒式简写：符合实验事实：①满足C的四价性；②一种一元取代物；③三种二元取代物。不符合实验事实：①难与Br2加成；②一种邻二取代物。凯库勒提出：苯环上的双键没有固定位置，两种邻二取代物不能分离（解释②）无法解释①二、苯分子结构的解释苯：碳碳键长：0.1397nm普通C-C普通C=C0.154nm0.134nm键角：120°构型：平面正六边形1.价键理论解释（1）苯的骨架：6个Csp2Csp2键6个C—H键Csp2杂化（2）6个P轨道平行

2、交盖形成大π键。2.分子轨道理论解释（1）苯的骨架结构（同上）（2）6个P原子轨道线性组合成6个分子轨道：原子轨道成键轨道反键轨道三个ψ成键轨道的迭加结果，六个碳上的电子云密度相等，C-C键键长完全平均化。三、氢化热和苯分子的稳定性烃氢化热（KJ/mol）离域能（KJ/mol）离域能（共轭能）越大，共轭体系越稳定。第二节芳烃的异构现象及命名一、单环烃基苯1.一烃基苯、以苯环为母体，称“××苯”以苯基为取代基，称“苯基××”甲苯异丙苯苯乙烯苯乙炔三苯甲烷2,4-二甲基-1-苯基-1-己烯2.二烃基苯邻二甲苯间二甲苯对二甲苯O-二甲苯m-二甲苯p-对二甲苯ortho邻met

3、a间para对对保留俗名的芳烃，如甲苯、异丙苯等可作为母体命名对乙基甲苯对叔丁基甲苯3.三烃基苯连三甲苯偏三甲苯均三甲苯当烃基不同时，按顺序规则，以小基团为1位（为母体）满足取代基位码尽可能小。2-乙基-4-异丙基甲苯二、苯的衍生物1.取代基和专有名称取代基取代基名称母体名称取代基取代基名称母体名称-NH2氨基胺-COR羰基酮-OH羟基酚-SO3H磺酸基磺酸-CHO醛基醛-COOH羧基酸取代基取代基名称-X（FClBrI）卤素-NO2、-NO硝基、亚硝基-R烃基-OR烃氧基2.苯环上有多取代基，选择母体，定位为1位。其它取代基按“顺序规则”，优先基团后列出。A.间硝基苯

4、胺3-硝基苯胺B.4-甲基-2-氯苯酚C.2-氨基-5-羟基苯甲醛D.2-氨基-6-硝基苯磺酸第三节单环芳烃的性质一、亲电取代反应硝化：卤代：磺化：烷基化：酰基化：注意：①每类反应的特点；②比较苯、甲苯和硝基苯的反应活性；③反应机理。1.硝化反应思考：①浓硫酸起什么作用？②从反应条件看几种单环芳烃的硝化活性③当苯环上有取代基后，继续硝化时的取代位置原有取代基后进入位置-NO2间位-CH3邻位、对位-CH3，-NO2甲基的邻位、对位（1）浓硫酸的作用亲电试剂：NO2+催化剂作用：加促产生亲电试剂NO2+（2）反应机理—π络合物σ络合物亲电加成-消除反应历程亲电加成消除实验

5、：C6H6C6D6同等条件下硝化V1V2V1=V2证明H的离去不是决速步骤π络合物：σ络合物：没有生成共价键碳原子杂化态从SP2转化为SP3，大π键被破坏，四个π电子离域于环上五个碳原子上，使苯环呈正电荷。极限式离域式当σ络合物脱去H+，碳从SP3转化为SP2，又形成大π键。如何解释思考题②和③②从反应条件看几种单环芳烃的硝化活性③当苯环上有取代基后，继续硝化时的取代位置提示：①取代基对苯环上电子云密度的影响②σ络合物的稳定性2.卤代反应副反应：（1）催化剂FeCl3（路易斯酸，具有空轨道）（2）光照反应自由基加成自由基卤代—自由基反应思考：①为什么苯、烷基苯在FeX3

6、催化下发生亲电取代？而在光照下发生自由基反应？烷基苯光卤代为何不生成卤苯而是侧链卤代？②注意：甲苯氯代时，Cl进入甲基的邻位和对位，为什么？③氟苯和碘苯能用以上方法制备吗？3.磺化反应思考：①如何使平衡反应向右移动？②比较苯和甲苯的磺化活性。③为什么甲苯磺化低温以邻位产物为主，高温以对位产物为主？④可逆反应在有机合成上的应用占位4.傅瑞德-克拉夫茨反应（Friedel-Crafts）（1）烷基化反应①催化剂：路易斯酸催化活性：②烷基化试剂③R≥C3，有重排反应产物（酸催化使之质子化）④不易停留在一取代上⑤苯环上有吸电子基，难发生傅-克反应（2）酰基化反应特点：不重排；产

7、物为一取代；苯环上有吸电子基，难发生傅-克反应二、加成反应1.加氢2.Birch还原（1,4-加成）3.加氯C6H6Cl6三、氧化反应1.侧链氧化氧化剂：KMnO4/OH-，KMnO4/H+，稀HNO3特点：①无论侧链长短，氧化产物都为COOH，即α-氧化；②无α-H的侧链一般不氧化。思考：为什么只氧化α-C而不氧化其它烃基碳？2.破环氧化邻苯二甲酸酐顺丁烯二酸酐第四节苯环的亲电取代定位效应取代苯进一步亲电取代时，已有的基团对后进入苯环的基团的难易程度及进入苯环的位置产生制约作用——取代基的定位效应。活性：甲苯＞苯＞卤苯＞硝基苯一、定位效