Chapter8芳烃.ppt

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1、第八章芳烃1（一）重点1．亲电取代反应。2．取代基的定位效应。3．芳香性。（二）难点1．对芳香性的理解。2．取代基定位效应的判断和应用及其原理。2引论芳烃是指分子中含有苯环的化合物，分为：1、单环芳烃：分子中含一个苯环的芳烃，例：2、多环芳烃：（1）联苯（2）多苯代脂肪烃（Ph）3CH（3）稠环芳烃萘蒽38.1.1苯的凯库勒（kekule）式§8.1苯的结构4苯是一个很稳定的化合物，分子式为C6H6，起反应时，六个碳原子作为一个整体转移到新化合物中，其一元取代物只有一种，这说明其中六个H是相同的。据此，1865年kekule提出了苯的环状构造式。（为保持碳的四价，

2、在环内加上三个双键，这就是苯的kekule式。）5苯的kekule式对十九世纪后半期芳香族化学的迅速发展起了很大促进作用，但它也有不足之处：①如果是环已三烯的结构，为何苯不起烯烃加成反应②苯的邻二元取代物应具有二种，但只有一种为了克服上述矛盾，Kekule假设苯分子中的双键在不停来回移动。6※苯分子结构的价键观点通过x射线，光谱法测定，苯是一个平面正六边形构型：C-C(sp2-sp2);C-H(sp2-s)7根据杂化轨道理论，苯分子中六个碳原子都以sp2杂化相互成键：8910苯具有特殊的稳定性---从氢化热数据看苯的内能。环己烯环己二烯环己三烯苯氢化热（kJ/mo

3、l）119.5231.8119.53=358.5208.5(测定)(测定)(根据假设计算)(测定)每个C=C的平均氢化热119.5115.9119.569.5（kJ/mol）从整体看：苯比环己三烯的能量低358.5-208.5=150kJ/mol（苯的共振能）苯比环己二烯的能量低231.8-208.5=23.3kJ/mol8.1.2苯的稳定性118.1.3苯的分子轨道模型苯的分子轨道认为六个p轨道线性组成六个分子轨道，其中三个成键轨道（1，2，3）及三个反键轨道（4,5，6）。分子轨道理论：E123456成键轨道12Ψ6Ψ4Ψ5Ψ2Ψ3

4、Ψ1α+2βα+βα-βα-2β138.1.4苯的共振式和共振论简介共振论认为苯的结构式主要由二个Kekule式的共振杂化体表示：14环己烷环己烯1,3-环己二烯1,4-环己二烯苯图8.2苯的共振能氢化热[]假定的环己三烯150.0共振能358(119.5)15共振论是Pauling在1930年提出，基本要点如下：1.当一个分子、离子、或自由基按照价键理论可写出二个以上的经典结构式时，这些结构式成为参加共振的一员，例苯：2.  分子的稳定程度可用共振能表示，共振结果使体系内能降低。对一个化合物的分子来说，每个极限式对共振杂化体的贡献不同，越稳定的极限式贡献越大（共

5、价键较多的稳定，贡献大。电荷式不稳定，贡献小）。163.书写极限式必须遵守一定的规则：（1)遵守价键理论，氢外层电子不能超2个，碳不能超八个。（2）原子核位置相对不变，只允许电子排布有差别：（3）在所有极限式中，未共用电子数必需相等。178.1.5苯的结构的表示方法18§8.2苯衍生物的异构、命名及物理性质一、一烃基苯只有一种，没有异构体，（苯环作母体，烃基作取代基。）苯乙烯2-苯基-2-戊烯（链烃作母体，苯环作取代基）例：8.2.1苯衍生物的异构和命名19二、多烃基苯存在不同的异构体，例：o-(1,2-)m-(1,3-)p-(1,4--)1,2,3-1,2,4-

6、1,3,5-20芳基(Ar-)：芳烃分子消去一个氢原子后所形成，例：21问题1：命名下列化合物。2-硝基-3，5-二溴甲苯2-硝基对甲苯磺酸3-苯基戊烷3-硝基苯乙烯环己基苯对氨基苯甲酸228.2.2苯衍生物的偶极矩CH3CH3ClCl偶极矩1.23×10-30Cm5.84×10-30Cm7.37×10-30Cm●偶极矩4.94×10-30Cm14.27×10-30Cm20.34×10-30Cm●●●●●NH2NH2NO2NO28.2.3苯同系物的熔点、沸点和密度8.2.4烷基苯的生成热苯环上的甲基使苯环稳定，甲基多的烷基苯较稳定苯同系物多为液体，苯的蒸气毒性较大

7、23§8.3苯环上的亲电取代反应通式：+H+苯环亲电取代反应的一般模式248.3.1卤化反应251）亲电试剂的形成2）亲电试剂对苯环的加成反应机理（包括三步）：26正电荷分布于邻-位和对-位碳：27283)亲核试剂从环丁二烯正离子中除掉氢后回复稳定的芳香环结构，重新产生三溴化铁催化剂：29苯的氯代反应以类似的方式进行，氟代反应由于氟太活泼，不能直接进行：308.3.2硝化反应反应机理：50oCHNO3+H2SO4HSO4-+H2O+NO2H2O+NO2H2O++NO2H2SO4+H2OH3+O+HSO4-(1)HNO3+2H2SO4H3O+++NO2+2HSO4-

8、31(2)