第六章_单环芳烃.ppt

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1、第六章单环芳烃芳烃的分类6.1苯的结构1825年法拉弟（M.Faraday）首次从照明气中分离出了苯以后，1845年霍夫曼（A.W.Hoffmann）又从煤焦油中得到了苯，此后对苯的结构的研究从未中断。苯的分子式为C6H6，其分子中C、H比为1:1，与乙炔的C、H比相同，是一个高度不饱和的化合物，它与以下二个分子具有相同的分子式。但苯与这二个结构的分子的化学性质毫无相同之处。苯具有什么样的结构呢？Kekul’e式双环结构式棱形结构式杜瓦苯棱晶烷向心结构式对位键余价结构式结构式历史上苯的表达方式6.１.1

2、苯的凯库勒结构式1865年，德国化学家凯库勒（FriedrichAugustKekulé）对苯的分子结构提出了一个假设：这些碳原子可以头尾相连形成一个环状结构.凯库勒首次满意地写出了苯的结构式。指出芳香族化合物的结构含有封闭的碳原子环。它不同于具有开链结构的脂肪族化合物。他假设苯是一个由三个单键和三个双键组成的环状分子，从而解决了苯分子中各原子的排列问题。一取代产物只有一种苯的凯库勒模型凯库勒结构虽然解决了苯分子中各原子间的排列问题，但是不能解释芳烃的一些实验结果。（1）二取代苯只有一种。（2）苯的稳定

3、性（P114页）（3）苯的芳香性—苯不易发生加成和氧化反应，易发生取代反应的性质。（4）苯环的平面正六边形结构（所有Ｃ－Ｃ键长等）因此，凯库勒结构式并不代表苯分子的真实结构。与同6.１.2苯分子结构的近代观点现代物理方法（射线法、光谱法、偶极距的测定）表明，苯分子是一个平面正六边形构型，键角都是120°，碳碳键长都是0.1397nm。图示如下：*杂化轨道理论解释：苯分子中的碳原子都是以sp2杂化轨道成键的，故键角均为120°，所有原子均在同一平面上。未参与杂化的P轨道都垂直与碳环平面，彼此侧面重叠，形成

4、一个封闭的共轭体系，由于共轭效应使π电子高度离域，电子云完全平均化，故无单双键之分苯分子中的键苯分子中的p轨道p轨道形成的大键苯分子中没有绝对的单键、双键，但由于历史原因，也为了纪念Kekulé对苯分子结构所做的贡献，现在我们书写苯分子结构时，仍采用Kekulé结构式。但也有用如下图的方法来书写苯的结构式。苯的球棍模型苯的斯陶特模型6.２单环芳烃的命名和异构1、一取代苯1)苯为母体2)苯为取代基当苯环上连有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO，-CH=CH2或R较复杂时，则把苯环作为取

5、代基。当取代基结构复杂时可将侧链作为母体，苯环作为取代基来命名：2-苯基丁烷3-苯基丙烯苯乙炔2、二取代苯1)两基团相同：有三种异构体：邻(o)、间(m)、对(p)2)两基团不同,主官能团与苯环一起作母体，另一作取代基。间氯苯酚对甲苯磺酸邻氨基苯甲醛按下列顺序：COOH>SO3H>COOR>CONH2>CN>CHO>COR>OH>NH2>OR>R>X>NO2先出现的为主官能团，其余为取代基，依次列出，尽量使取代基位次和最小。3、三取代苯1)三基团相同1,2,3-(连)1,2,4-(偏)1,3,5-(均)

6、连三甲苯偏三甲苯间三甲苯2)三基团不同①先定主官能团并编号为1；②取代基位号和尽可能小；2-氨基-5-羟基苯甲醛3-硝基-2-氯苯磺酸③写名称,次序规则小的基团优先。主官团选择同二取代苯6.３.1.煤煤焦油芳香化合物粗制品(煤的3%)干馏（1845年-1940年期间）6.３.单环芳烃的来源和制法(自学）6.３.2.石油60-150oCC5-C7组份芳香化合物（20世纪40年代起）分馏500oC，加压重整重整：包括链烃裂解、异构化、关环、扩环、氢转移、烯烃吸氢等过程。（铂重整，临氢重整）芳构化：是指脂肪族

7、六元环在铂、钯、镍等催化剂存在下加热，脱氢生成芳香族化合物的过程。6.４单环芳烃的物理性质（自学）单环芳烃不溶于水，但溶于有机溶剂。一般芳香烃均比水轻。沸点随相对分子质量升高而升高。熔点除与相对分子质量有关外，还与结构有关，通常对位异构体由于分子对称，熔点较高。6.５单环芳烃的化学性质6.５.1亲电取代反应单环芳烃可发生卤代、硝化、磺化、烷基化、酰基化反应，分别向苯环上引进：卤素（-X）、硝基（-NO2）、磺酸基（-SO3H）、烷基（-R）、酰基（-COR），都是亲电取代反应。苯环亲电取代反应机理：+H

8、+亲电试剂-络合物-络合物-络合物的表达方式共振式离域式快慢快(1)卤代反应机理烷基苯的卤代烷基苯反应较苯容易进行，以邻对位取代产物为主;条件不同，产物也不同。两者反应历程不同，光照卤代为自由基历程，而前者为离子型取代反应。侧链较长的芳烃光照卤代主要发生在α碳原上。有机化合物碳上的氢被硝基取代的反应称为硝化反应.（2）硝化反应+浓HNO3+浓H2SO450-60oC,+H2O反应机理硝基苯进一步硝化较困难，主要形成间位产物烷基苯比苯易