芳香烃 亲电取代反应课件.ppt

《芳香烃 亲电取代反应课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第五章芳香烃亲电取代反应[教学要求]①掌握苯及其衍生物的结构异构和命名②了解苯及其同系物的物理性质③熟练掌握苯及其同系物的化学性质④掌握苯环上的亲电取代反应机理和定位规律⑤理解休克尔规则⑥熟悉稠环芳香烃结构和性质⑦了解芳烃的来源及重要单环芳烃的应用第五章芳香烃亲电取代反应芳香烃（芳烃）主要是指分子中含有苯环结构的烃.按其结构可分类为：芳香烃单环芳烃多环芳烃多苯脂肪烃非苯芳烃联苯和联多苯稠环芳烃§5-1单环芳烃一、苯的结构1．苯的凯库勒（Kekule）式(1)苯的特性:高度的不饱和性:分子式C6H6，其C/H与乙炔类似为1∶1芳香性:难进行加成和氧化,易进行取代反应且碳环异常稳定的化学特性，

2、称为芳香性一元取代物只有一种:六个氢原子是等同的.(2)凯库勒（Kekule）式简写为:(3)苯的结构现代物理方法证明:苯分子是一个平面正六边形，键角都是120o,碳碳键的键长都是0.1397nm,比单键短比双键过长.碳氢键的键长都是0.108nm.2．苯分子结构的近代观点（1）杂化轨道理论:六个碳原子都以sp2杂化轨道互相沿对称轴的方向重叠形成六个C-Cσ键，组成一个正六边形。每个碳原子各以一个sp2杂化轨道分别与氢原子1s轨道沿对称轴方向重叠形成六个C-Hσ键。所有碳原子和氢原子都在同一平面上。每个碳原子还有一个垂直于σ键平面的p轨道，每个p轨道上有一个p电子，六个p轨道组成了大π键。

3、.共轭效应的结果：①键长完全平均化六个C—C键等长(0.140nm)，比正常C—C单键(0.154nm)短，比正常C=C双键(0.134nm)长②体系能量降低其氢化热(208.5kj·mol-1)比环己烯氢化热的三倍(2）分子轨道理论分子轨道理论认为：苯分子在形成σ键后，每个碳原子都还有一个未参加杂化的p轨道，它们可经形组合成六个分子轨道，即ψ1、ψ2、ψ3、ψ4、ψ5、ψ6。它们除都有一个共同的界面——碳原子所在平面外，低得多(3×119.3－208.5=149.4kj·mol-1)这149.4kj·mol-1即为苯的共轭能ψ1没有界面，能量最低；ψ2、ψ3各有一个界面，它们是简并的，能

4、量相等，但能量比ψ1高。ψ1、ψ2、ψ3都是成键轨道。其余的都是反键轨道。...ψ1使六个碳原子之间的电子密度都加大ψ2使C(2)-C(3)，C(5)-C(6)的电子密度加大，而在C(1)-C(2),C(1)-C(6),C(3)-C(4),C(4)-C(5)是削弱的ψ3使C(1)-C(2),C(1)-C(6)和C(3)-C(4),C(4)-C(5)之间的电子云密度加大，而在C(2)-C(3),C(5)-苯分子的大π键可以看作是三个成键轨道ψ1ψ2ψ3叠加的结果:C(6)之间是削弱的即ψ2削弱之处，正好是ψ3加强之处而ψ3削弱之处，正是ψ2加强之处ψ1ψ2ψ3叠加之后，六个碳原子中每相邻两个

5、碳原子之间的电子云密度都相等了，所以，苯的C-C键长完平均化了（3）苯的共振式-共振论简介1.基本要点如下：①当一个分子(离子或自由基)按照价键理论可以写出现两个以上的经典结构式时，这些结构式叠加构成一个共振杂化体，它更接近反映分子的真实结构。这些可能的经典结构式称为极限式，任何一个极限式都不足以反映该分子的真实结构。极限构造式的叠加叫共振..②共振结构式对分子的贡献大小与它们的稳定性大小成正比。二、单环芳烃的构造异构和命名单环芳烃通式为CnH2n-61.一烃基苯(只有一种，没有异构体)①简单烃基苯命名是以苯环作为母体，称为某烃基苯（“基”字可略去）甲（基）苯异丙（基）苯乙烯基苯②如烃基较

6、复杂或有不饱和键时，以把链烃当作母体，苯环当作取代基。如⒉二烃基苯和三烃基苯(均有三种异构体)以苯基为母体，并遵循“最低序列”和“优先基团后列出”的原则命名。1，2-二苯邻二甲苯1，2，3-三甲苯连三甲苯1，3-二甲苯间二甲苯1，4-二甲苯对二甲苯1，3，5-三甲苯均三甲苯1，2，4-三甲苯偏三甲苯.3.芳基:芳烃分子取一个氢原子剩下的原子团叫芳基用-Ar表示C6H5-叫苯基用Ph-表示C6H5CH2-叫苄基（苯甲基）三、苯及其同系物的性质1.物理性质一般为无色有芳香味的液体，不溶于水，相对密度在0.86-0.93g.ml-3，是良好的溶剂，有毒性。2.光谱性质(1)红外光谱ν＝C-H

7、：在3080～3030cm-1与烯氢的＝C-H相近νC=C：苯环的骨架振动有四条谱带约为1600，1585，1500，1450cm-1。例如:甲苯（例如：对二甲苯.(2)核磁共振四.单环芳香的化学性质1、取代反应①卤代反应苯环上的取代氯或溴在Lewis酸FeX3催化下苯环上取代例如:.烷基苯在光照下发生侧链卤代②硝化反应苯环上的氢被硝基取代的反应叫硝化反应，通常用混酸（浓硝酸与浓硫酸的1：1混合物）.烷基苯比较容易硫酸作