环烃（芳香烃等032）ppt课件.ppt

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1、第三章环烃Cyclohydrocarbons第二节芳香烃芳香烃苯系芳烃单环芳烃非苯系芳烃多环芳烃简称芳烃，是芳香族化合物的母体。芳香性：难加成，难氧化，易取代，环系稳定。分类1865年凯库勒根据分子式C6H6首先提出了苯的环状结构，即凯库勒式一、单环芳烃问题：含有三个双键，但不易发生加成和氧化反应苯的邻位二元取代物应该有两种解释：摆动双键学说：分子中的单、双键不是固定的，它们可以相互转变—离域的朦胧。（一）苯分子结构的近代概念苯分子环状结构及π电子云分布图苯分子结构的现代解释表示方法苯分子模型平面六边形1.一烷基苯，烷基作取代基。（二）苯同系物及衍生物的命名和异构甲苯乙苯异丙苯2.两烷基苯

2、，有三种位置异构体。可用邻（o）、间（m）和对（p）或数字表示。3.三烷基苯，有三种位置异构体，可用数字表示位置，相同的三元取代基还可用“连”、“偏”、“均”表示。若苯环上含不饱和键、官能团或较复杂的烷基，苯作取代基3-苯基戊烷苯乙烯苯甲醇若苯环上连有不同的烷基，其中一个为甲基，可用甲苯为母体1-甲基-2-乙基-4-异丙基苯（2-乙基-4-异丙基甲苯）苯环上连有卤原子（-X）和硝基（-NO2）等，命名时看成取代基，苯或甲苯作母体。溴苯间二硝基苯邻氯甲苯苯环与一NH2、一OH、一SO3H直接相连，可以把苯胺、苯酚、苯磺酸作为母体。邻硝基苯酚邻甲基苯磺酸芳香烃分子中的一个氢原子被去掉后，所余下

3、的原子团称为芳基，常用Ar-表示。苯基可用Ph-（Phenyl）或Ф表示常见的芳基：苯基苯甲基（苄基）邻甲苯基（三）苯及同系物的物理性质苯及其低级同系物是无色液体，有芳香气味，比水轻，难溶于水，而溶于石油醚、乙醚等有机溶剂。也是一种良好的有机溶剂。苯蒸汽有毒，对呼吸道、中枢神经和造血器官产生损害。液态的芳烃自身是良好的有机溶剂。1.氧化反应氧化剂：重铬酸钾的酸性溶液、高锰酸钾酸性溶液苯环很难被氧化（四）苯及同系物的化学性质烷基苯侧链上只要有α-H，无论多长都被氧化为－COOH，不含α-H，不被氧化（如：叔丁基苯）苯不能与溴水发生加成反应，使其褪色。2.加成反应但在特殊条件下，可发生加成反应

4、3.苯环的亲电取代反应苯的卤代、硝化、磺化、烷基化和酰基化都有相似的反应历程苯环上的H被亲电试剂E+取代---亲电取代反应（electrophilicsubstitutionreaction）：铁粉或卤化铁作催化剂，主要氯代和溴代苯的同系物与卤素的反应比苯容易（为什么？），邻位或对位取代（1）卤代反应邻、对位在光照的条件下甲苯与氯气反应，则取代发生在烷基侧链上，属于烷烃的性质。α-位自由基的稳定性烷基苯侧链的卤代反应—自由基取代反应（2）硝化反应浓硝酸及浓硫酸的混合物（混酸）共热硝基苯进行硝化反应比苯要难，间位苯的同系物硝化反应比苯容易，邻、对位。邻、对位间位（3）磺化反应和浓硫酸作用，生

5、成苯磺酸。磺化反应是可逆反应，可利用来保护芳环上某一个位置。苯的同系物磺化反应比苯容易，邻、对位。邻、对位（4）Friedel—Crafts反应无水AlCl3作用下，芳香烃环上的氢原子被烷基和酰基所取代生成烷基苯和芳香酮的反应，称为Friedel—Crafts反应，简称傅-克反应。可分为傅-克烷基化反应和傅-克酰基化反应苯环上有强吸电子基（如－NO2、－SO3H、－COR）时，不发生傅-克反应。卤代烷在AlCl3的作用下生成C+，C+在进攻苯环之前会发生重排成稳定的C+（三个C以上）C+的稳定性：叔C+>仲C+>伯C+>CH3+烷基化反应的缺点是副反应的发生a、烷基化反应b、酰基化反应常用

6、的酰基化试剂是酰卤，此外还可以用酸酐。优点是产物较纯，若要得到丙苯可用该方法。（五）苯环亲电取代的反应历程σ配合物：四个π电子离域分布在五个碳原子的碳正离子中间体；不稳定，容易失去一个质子苯的卤代、硝化、磺化、傅－克反应都有相似的亲电取代反应历程（六）苯环亲电取代的定位规律第二个取代基进入苯环的位置和难易程度主要决定于原有取代基的性质，而与进入的取代基关系较少。这就是亲电取代反应的定位效应。苯环上原有的取代基叫做定位基。1、定位规律定位基邻、对位定位基间位定位基致活致钝(致钝)（1）邻、对位定位基（第Ⅰ类）特征:与苯环相连的原子一般为饱和原子，含孤对电子或带负电荷（-CH3除外）。强致活：

7、弱致活：-CH3（-R）弱致钝：一般来讲，活化效应越强，其定位效应也越强。取代基越大，则邻位取代物较少（空间位阻）。（2）间位定位基（第Ⅱ类）特征：与苯环相连的原子含重键（双键或三键）或带正电荷强致钝：2、定位规律的解释取代基的电子效应沿着苯环共轭链传递，因而环上各位置进行亲电取代反应的难易程度不同，出现两种定位作用。邻、对位定位基（除卤素外）使苯环电子云密度增高，有利于苯环的亲电取代反应。（致活）间位定位基使苯环电子云