南昌大学有机化学8 芳烃课件.ppt

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1、第八章芳烃芳香性一、芳烃的特点与分类二、芳烃的构造异构和命名三、苯的结构四、芳烃的来源五、芳烃的物理性质六、单环芳烃的化学性质七、苯环上取代反应定位规则八、稠环芳烃九、芳香性十、富勒烯十一、多官能团的命名一、芳烃的特点与分类1、芳烃的特点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2、分类a、单环芳烃b、多环芳烃c、稠环芳烃苯邻二甲苯1,2-二苯乙烷萘乙苯叔丁苯苯乙烯(E)-1,2-二苯乙烯1,3

2、,5-三苯基苯蒽菲二、芳烃构造异构和命名1、构造异构分侧链异构和位置异构两种情况：正丁苯侧链异构仲丁苯异丁苯叔丁苯1,2,3-三甲苯连三甲苯位置异构1,2,4-三甲苯偏三甲苯1,3,5-三甲苯均三甲苯2、芳烃的命名a.单环芳烃常以苯环为母体，烷基作为取代基：1-甲基-2-乙基苯1,3-二甲苯(间二甲苯)1-乙基-4-丙基苯2-甲基-4-苯基戊烷b.多环芳烃或当侧链较复杂时，也可以把苯环作为取代基：2,3-二甲基-1-苯基-1-己烯1,4-二乙烯苯(对二乙烯苯）对苯二乙烯c.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)(

3、Bz)2-甲苯基邻甲苯基3-甲苯基间甲苯基4-甲苯基对甲苯基三、苯的结构C6H6:正六边形、共平面键角120°键长0.140nm（C-C:0.154nm,C=C:0.134nm）氢化热低（208.5<3x119.3）苯具有特殊稳定性1、价键理论：2、共振论：四、芳烃的来源1、从煤焦油中分离2、从石油裂解产物中分离3、芳构化1、从煤焦油中分离:酚油170-210℃：异丙苯、均四甲苯等萘油210-230℃：萘、甲基萘、二甲基萘等洗油230-300℃：联苯、苊、芴等蒽油230-300℃：蒽、菲等轻油<170℃:苯、甲苯、二甲苯2、从石油裂解产物中分离：石油裂解产物：气体组

4、分（乙烯、丙烯等）裂解轻油（苯等）裂解重油（烷基苯、烷基萘等）3、从芳构化反应得到：烷烃、环烷烃在高温、高压和催化剂作用下经过环化、异构、脱氢形成芳烃五、芳烃物理性质芳烃为液体或固体；密度小于1；有特殊气味、有毒；不溶于水，易溶于有机溶剂。在二取代苯之中，对位异构体对称性高、结晶能大，熔点高；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。苯的核磁共振谱甲苯的核磁共振谱异丙苯C6H5CH(CH3)2的核磁共振谱C6H5(CH3)2CH甲苯的红外光谱邻二甲苯的红外光谱间二甲苯的红外光谱对二甲苯的红外光谱六、单环芳烃的化学性质1、取代反应2、芳环上亲电取代反应机理3

5、、加成反应4、氧化反应5、聚合反应1、取代反应甲、卤化乙、硝化丙、磺化丁、Friedel-Crafts反应戊、氯甲基化甲、卤化反应a．催化剂：FeCl3、FeBr3、AlCl3等b．卤素活性：F>Cl>Br>Ic．芳烃活性：烷基苯>苯>卤代苯芳烃与卤素作用生成卤代芳烃d.烷基苯和卤代苯的卤代物主要为邻对位异构体邻氯甲苯和邻溴甲苯的空间效应乙、硝化反应芳烃与混酸作用，芳环上H原子被硝基取代生成硝基取代芳烃a.硝化剂：浓HNO3+浓H2SO4（简称混酸）b.底物活性：烷基苯>苯>硝基苯丙、磺化反应芳烃与浓H2SO4作用，芳环上H原子被磺（酸）基-SO3H取代生成芳磺酸a

6、.磺化剂：浓H2SO4或发烟H2SO4b.底物活性：烷基苯>苯>苯磺酸0℃43%53%4%100℃13%79%8%丁、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b.常用烷基化剂：卤代烃、烯烃（醇）c.常用酰基化剂：酰卤、酸酐（酸）d.芳环上不能连有强吸电基(-NO2、-CN、-COR、-SO2R)e.烷基化对吸电基更敏感a.常用催化剂：AlCL3、FeCl3、ZnCl2、(HF、BF3、H2SO4)f.烷基化时易发生多烷基化、可逆、重排反应g.酰基化不可逆，产物单一戊、氯甲基化在无水ZnCl2存在下，芳烃与甲醛及HCl作

7、用，芳环上氢原子被氯甲基（—CH2Cl）取代与烷基化反应相似，芳环上不能连有强吸电基。实际操作中可以用多聚或三聚甲醛代替甲醛—CH2Cl可以方便的转化为—CH3、—CH2OH、—CH2CN、—CH2COOH、—CH2N(CH3)22、芳环上亲电取代反应机理甲、硝化乙、卤化丙、磺化丁、烷基化和酰基化戊、氯甲基化π-络合物σ-络合物取代苯甲、硝化反应机理乙、卤化反应机理丙、磺化反应机理丁、烷基化和酰基化机理戊、氯甲基化机理3、加成反应甲、加氢乙、加氯六六六有多少种立体异构体？8种4、氧化反应顺丁烯二酸酐（顺酐）目前工业上常采用丁烯或丁烷催化氧化法制顺酐。顺酐是不饱和