芳烃和芳香烃课件.ppt

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1、第六章芳烃(Arene)OrganicChemistry主讲人王美怡制药工程专业1本章要求：1.掌握芳香烃的同分异构、命名。2.掌握芳香烃的化学性质，卤代、硝化、磺化及付－克烷基化、酰化反应。3.掌握苯环中亲电取代反应机理，定位规律的应用。4.掌握芳香性中Huckel规则及判断标准。2本章讲授提要第一节：芳烃的命名第二节：苯环的结构第三节：苯的物理性质第四节：苯的化学性质第五节：苯环上取代基的定位效应第六节：稠环芳烃第七节：非苯芳烃与休克尔规则3芳烃苯系芳烃非苯芳烃单环芳烃多环芳烃联苯类多苯代脂烃稠环芳烃1,4-联三苯三苯甲烷萘蒽菲薁

2、（蓝烃）4第一节:芳烃的命名一、基的命名Ar-(Aryl):芳基对甲基苯基苯基(Ph):Ph-或φ-苯甲基（苄基）Bz-(Benzyl)51、一元烷基取代物2、二元烷基取代物可用邻(o-)、间(m-)、对(p-)来表示、也可用数字来表示.二、烷基苯的命名63、三元烷基取代物4、当烃基上有双、三键时:75、当支链结构复杂或支链上有官能团时，则将支链作为母体：2-甲基-2-苯基戊烷2-苯基-2-丁烯当两个烷基不同时:86、当环上具有不同取代基时:9第二节苯的结构1825年:MichaelFaraday从鲸鱼油裂解气(当时用作照明)的冷凝物

3、中分离出一种物质测得其b.p：80.1℃.m.p：5.5℃1834年:Mitscherlich从来源于安息香树胶的一种物质（苯甲酸）经热分解得到同样的化合物，并确定其分子式为C6H6。一、苯环的环己三烯结构式10(原来一直认为该式由德国化学家Kekule在1865年提出.一直被称为Kekule结构式后经查证是由奥地利化学家Loschmidt于1861年首次提出.)所谓的Kekule式Dewar苯当时人们对这C6H6的化合物很感兴趣，纷纷为它提出结构式。如：11由于Kekule结构式解释了苯的一元取代物只有一种；二元取代物有三种的实验事

4、实而被人们接受．若仔细考查，苯的邻二取代物应有两种:Kekule提出”双键摆动学说”用错误的假定,巧妙地解释了苯为什么没有两种邻二取代物:环中双键不固定来回摆动.12二、苯的芳香性经典的芳香性的概念主要是:1.饱和性:苯虽然具有很高的不饱和度，但却不易进行加成反应,易进行取代反应.132、抗氧化性:近代芳香性的概念主要是从结构的角度来描述:1、C/H比例高2、体系共平面3、键长平均化4、有环流π电子14三、苯环结构的近代概念现代物理方法测得苯的构型如下：15环上所有的碳原子都是sp2杂化，每个碳原子上还保留一个纯的p轨道，这些p轨道相

5、互交盖形成一个闭合的环状π大键1、价键法的解释苯环的π电子云像两个面包圈，一个位于σ键平面之上一个位于σ键平面之下。162、分子轨道法的处理六个原子轨道组合成六个分子轨道，三个成键轨道三个反键轨道，基态时六个电子都充填在成键轨道之中，故体系能量低比较稳定173、苯环的共振结构式表示法苯环的三个π成键轨道电子云密度分布18第三节苯及其衍生物的物理性质苯:m.p:5.5℃.b.p:80.1℃苯具有致癌作用,长时间接触可使人得白血病.b.p:144℃139℃138℃m.p:-25℃-48℃13℃分子的极性越大b.p越高，分子的对称性越好,熔

6、点越高.19第四节苯的化学性质一、亲电取代反应(electrophilicsubstitutionreaction)基本模式:201、卤化:通常指氯化和溴化:实际反应中加入铁屑:21历程:222、硝化反应:23历程:243、磺化:25σ—络合物26磺化反应的特点：可逆性。将苯磺酸与稀硫酸加热至100℃~175℃会发生脱磺酸基反应.这一性质在合成中被用来封闭特定位置进行导向合成.如:（稀）27284、付-克(Friedel-Crafts)反应㈠、付-克烷基化反应反应历程:29反应特点:(1)、反应中烷基易发生重排:30原因:反应通过碳正

7、离子进行,体系有自发地从高能态转化成低能态的趋势。31(2)、反应易发生多取代:烷基是给电子基,引入苯环后使环活性增大因而发生多取代。若苯过量可减少多取代的几率.(3)、反应具有可逆性32卤代烷的活性:RI>RBr>RCl3°>2°>1°>CH3X常用的催化剂：AlCl3、FeCl3、ZnCl2、SnCl4、BF3、……等Lewis酸。常用烷基化试剂：R—XRCH=CH2ROHAlCl3AlCl3H2SO4FeCl3H2SO4H3PO4ZnCl2H3PO4HFSnCl4HFBF333反应是通过烷基Ｃ+历程进行，在酸性条件下烯烃、醇都可

8、以生成C+，因而都可以作为烷基化试剂。34⑵、乙烯基与芳基卤不能作为烃基化试剂。⑴、当苯环上具有吸电子基(二类定位基）时不能进行付-克反应。如：-+NR3-NO2、-CF3-CCl3-CN、-SO3H、-CHO、-COR