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时间:2019-07-09
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1、第六章芳香烃单环芳烃稠环芳烃非苯芳烃芳烃是芳香族碳氢化合物的简称,亦称芳香烃。其显著特点是:A、高度不饱和性B、不易进行加成反应和氧化反应,易进行取代反应C、成环原子间的键长趋于平均化D、环型π电子离域体系由4n+2个π电子构成,即符合Hückel规则芳烃的特点根据芳烃分子中苯环的数目和联结方式,可以分为:1、单环芳烃:分子中只含有一个苯环,如苯、甲苯等。2、多环芳烃:分子中含有两个或两个以上苯环。①联苯和联多苯:②多苯代脂烃:③稠环芳烃:3、非苯芳烃:分子中不含苯环的芳烃,则称为非苯芳烃。联苯联三苯二苯甲烷1,2-二苯乙烯菲蒽萘芳香烃的分类6.1芳烃的构造
2、异构和命名6.1.1构造异构一元取代只有一个结构式,二、三、四元取代各有三个异构体。例:1-甲基-2-乙基苯1,3-二甲苯(间二甲苯)1-乙基-4-丙基苯1、单环芳烃常以苯环为母体,烷基作为取代基6.1.2命名苯(基)乙烯苯(基)乙炔3-苯基-1-丙烯2、当侧链较复杂或有不饱和键时,可把链烃当作母体,苯环当作取代基。2-甲基-4-苯基戊烷2,3-二甲基-1-苯基-1-己烯3、苯的衍生物(1)苯的衍生物中,取代基若为硝基或卤素,应以苯环为母体来命名。硝基苯 溴苯邻氯甲苯系统命名法中,甲苯、邻二甲苯、异丙苯、苯乙烯等少数几个芳烃可作为母体来命名。(2)
3、当取代基为氨基、羟基、醛基、羧基、磺酸基时,则把它们各看成一类化合物。苯胺 苯酚 苯甲醛 苯甲酸 苯磺酸选择母体顺序如下:-N+R3、—COOH、—SO3H、-COOR、-COX、-CONH2-CN、-CHO、-COR、-OH、-R、-OR、-X、-NO2排在前面的为母体,排在后面的为取代基。对氨基苯磺酸2-溴-4-甲氧基苯酚间氯苯甲醚(3)多官能团化合物命名4、芳烃去掉一个氢原子剩下部分为芳基:苯基(Phenyl)(Ph)苯甲基(苄基)(Benzyl)(Bz)2-甲苯基邻甲苯基3-甲苯基间甲苯基4-甲苯基对甲苯基C6H5-C6H5CH2-(P
4、h-)1834年得出苯的分子式为C6H6。1865年Kekulè首先使用了苯的环状构造式。大量的实验资料证明,这个结构的基本观念是正确的。6.2苯的结构0.1397nm0.110nm120°六个碳原子都是以sp2杂化,六个碳碳σ键:sp2-sp2,六个碳氢σ键:sp2-1s,六个p轨道从侧面互相重叠形成。苯分子结构的近代概念1、分子轨道理论的解释:苯分子的大π键是三个成键轨道叠加的结果,由于π电子都是离域的,所以碳碳键长完全相同。苯的结构苯分子结构的表示方法:2、共振论对苯分子结构的解释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:多数为液体,具有特殊
5、的香气,密度小于1,蒸气有毒。相对密度和折射率都比链烃和环烷烃、环烯烃高。碳原子数相同的异构体,沸点相差不大,结构对称的异构体熔点较高。因此可以利用结晶方法从邻间位异构体中分离对位异构体。6.3单环芳烃的物理性质1、亲电取代反应X2混酸浓硫酸F--C2、加成反应H2Cl23、氧化反应侧链的氧化苯环的氧化4、α-氢的卤代6.4单环芳烃的化学性质氯甲基化4、聚合反应1、卤化反应:芳烃与卤素作用生成卤代芳烃a.催化剂:Fe粉、FeX3等b.卤素活性:F>Cl>Br>Ic.芳烃活性:烷基苯>苯>卤代苯注意:第二个卤素原子进入第一个卤素原子的邻、对位。2、硝化反应a.
6、硝化剂:浓HNO3+浓H2SO4(简称混酸)b.底物活性:烷基苯>苯>硝基苯无H2SO4时反应很慢3、磺化反应苯与浓硫酸加热,或与发烟硫酸在室温下作用,生成苯磺酸。苯磺酸也是强酸,酸性与硫酸接近。苯磺酸其他磺化试剂还有SO3、ClSO3H(氯磺酸)等:反应特点:磺化反应可逆!应用:有机合成中可利用此反应“占位”:直接氯代用磺化法保护2-氯甲苯(得混合物)(得纯产物)保护对位去除保护基F—C烷基化反应:(2)常用烷基化剂:卤代烃、烯烃(醇)4、Friedel-Crafts反应在催化剂作用下,芳烃中芳环上氢原子被烷基或酰基取代的反应(1)常用催化剂:无水AlCl
7、3(Liews酸)或H2SO4、HF(质子酸)。付氏烷基化反应的特点及问题:①烷基化试剂含三个碳原子以上时,易发生重排反应。(控制C6H6及RCl的相对用量,使主要产物为一元取代)。②多元取代F—C酰基化反应:产物为芳酮。(1)常用催化剂:无水AlCl3(2)常用酰基化试剂:酰氯或酸酐酰基酰氯酸酐酰基Friedel-Crafts酰基化反应在合成中的应用制备芳香酮间接制备烷基苯不会多取代锌汞齐(3)F-C酰基化反应的特点:不可逆,无重排。F-C反应对芳香化合物的要求苯环上连有如下基团时不发生F-C反应;-NO2,-SO3H,-COOH,-COR,-NH2强吸电
8、子基团5、氯甲基化反应在无水ZnCl2存在下,芳烃与
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