医用有机化学 教学课件 作者 彭彩云 黄珍 彭东明 主编第四章 芳香烃.ppt

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1、第四章芳香烃第一阶段：从植物胶中取得的具有芳香气味的物质称为芳香化合物。第二阶段：将苯和含有苯环的化合物称为芳香化合物。第三阶段：将具有芳香性的化合物称为芳香化合物。“芳香”族化合物的由来与定义第一节芳香烃1.C/H的比例高。(例如：C6H6、C10H8)2.具有平面和接近平面的环状结构。3.键长接近平均化。4.在核磁共振谱中，环外氢的化学位移明显移向低场，环内氢的化学位移明显移向高场。化学性质稳定，易发生亲电取代而不易发生加成、氧化。目前，芳香性的概念已包括化学特性和结构特性双重涵义。芳香性（Aroma

2、ticity）的概念（一）芳烃的分类按照有无苯环结构单元分类:苯型芳烃:具有苯环结构单元且有芳香性的芳烃（经典芳烃）非苯型芳烃:无苯环结构单元但具有芳香性的芳烃（非经典芳烃）苯型芳烃的类型单环芳烃联苯型芳烃多环芳烃多苯代脂肪烃稠环芳烃第一节单环芳烃一、苯（benzene）的结构现代物理方法测得苯的结构为：苯分子的六个碳原子和六个氢原子都在同一平面上，六个碳原子成正六边形，C一C键长为0.140nm，C一H键长为0.l08nm，∠CCC及∠CCH键角均为120°。杂化轨道理论认为苯环中碳原子为sp2杂化状态

3、，三个sp2杂化轨道分别与另外两个碳原子的sp2杂化轨道形成两个C一Cσ键以及与一个氢原子的s轨道形成C一Hσ键，而没有杂化的p轨道互相平行且垂直于σ键所在平面，它们侧面互相重叠形成闭合的π66大π键共轭体系。大π键的电子云像两个救生圈分布在分子平面的上下。苯的构造式可用定域式或离域式两种方法表示：定域式离域式二、同分异构和命名苯及其同系物的通式为CnH2n-6。1.一取代苯苯的六个碳原子和六个氢原子是等同的，因此，一取代苯(不包括取代基自身的异构)只有一种。一取代苯的命名有两种情况：①以苯为母体，当苯环

4、上连的是烷基（R-）、-NO2、-X等基团时，则以苯环为母体，叫做“某基苯”。②当苯环上连有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO，-CH=CH2等高级官能团或R较复杂时，则把苯环作为取代基。称为“苯（基）某”。芳香烃基的表示方法芳基：Ar—（Aryl）苯基：（C6H5—）Ph—(phenyl）或用φ—表示。苄基：（C6H5CH2—)Bzl-（benzyl）邻甲苯基间甲苯基对甲苯基（o-MeC6H4-)（m-MeC6H4-)（p-MeC6H4-)2.二取代苯存在三种位置异构体，为区分这些位置异

5、构体，常用阿拉伯数字编号标明，也可用其他词头标明其相对位置。阿拉伯数字标识：1,2－、1,3－、1,4－英文词头标识：o-(ortho)、m-(meta)、p-(para)中文字头标识：邻、间、对1，2-二甲苯1，3-二甲苯1，4-二甲苯邻－二甲苯间－二甲苯对－二甲苯o-二甲苯m–二甲苯p-二甲苯若苯环上所连接的烃基较长、较复杂，或烃链上有多个苯环命名时，通常以烃链为母体，2-甲基-3-苯基戊烷二苯甲烷（E）－2，3－二甲基－1－苯基－1－己烯3.三元和多元取代苯三元同基取代——三种位置异构体1,2,3-

6、1,2,4-1,3,5-连、偏、均1，2，3-三甲苯1，2，4-三甲苯1，3，5-三甲苯连－三甲苯偏－三甲苯均－三甲苯芳香烃不溶于水，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。单环芳烃的蒸气有毒，对呼吸道、中枢神经和造血器官产生损害，大量使用时要注意。由于苯及其同系物中含碳量比较多，燃烧时火焰带有黑烟。三、物理性质四化学性质苯的化学稳定性与烯烃相比较，苯环性质不活泼，非常稳定。不反应一些能与烯烃反应的试

7、剂与亲电试剂发生取代反应，而不发生加成反应Br取代了H1.苯环上的亲电取代反应机理亲电取代反应历程快慢快亲电试剂一取代苯苯环上常见的几类亲电取代反应卤代反应硝化反应磺化反应烷基化反应酰基化反应Friedel-Crafts反应（傅－克反应）2.苯环上的亲电取代(1)卤代反应反应活性：氟代》氯代>溴代>碘代（爆炸性）（常用的卤代）（可逆性）烷基苯的卤代比苯容易，卤代主要进入烷基的邻、对位：卤苯的进一步卤代比苯困难，卤代主要进入卤原子的邻、对位：难易(2)硝化反应浓H2SO4的作用——促使+NO2离子（硝基正离

8、子）的生成酸式电离碱式电离硝基苯继续硝化比苯困难，硝基主要进入硝基的间位：烷基苯比苯易硝化，硝基主要进入烷基的邻、对位：（3）磺化反应烷基苯比苯易磺化：磺化反应的应用：1.有机酸性催化剂；2.有机合成的阻塞导向基；3.芳烃与脂肪烃的鉴别；4.改善药物的溶解性。例一、2－硝基－1，3－二甲苯的合成：例二、环己烷、环己烯和苯的鉴别：例三、扑热息痛的磺化：（4）傅瑞德尔-克拉夫茨(Friedel-Crafts)反应此反应有两类，简称