《芳烃芳香性》PPT课件.ppt

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1、第五章芳烃芳香性芳烃（芳香烃）：芳香族化合物(aromaticcompounds)的简称。含有苯环的化合物。C6H6苯(benzene)甲苯(toluene)芳烃的分类：甲苯氯苯异丙(基)苯邻二甲苯(1)单环芳烃:含有一个苯环的芳烃(2)多环芳烃：含有两个或两个以上独立苯环的芳烃联苯二苯基甲烷(3)稠环芳烃:由两个或多个苯环彼此通过共用两个相临碳原子稠和而成萘蒽菲5.1芳烃的构造异构和命名5.1.1构造异构（不讲）5.1.2命名简单的芳烃以苯环为母体，烷基作为取代基，称“某苯”甲苯(toluene)氯苯(chl

2、orobenzene)异丙苯(isopropyl-benzene)硝基苯当苯环上连有两个以上取代基时，需标明取代基位次或取代基间的相对位置。①用阿拉伯数字表明相对位置②仅有两个取代基，也常用邻、间、对或o–:ortho-;m–:meta-;p–:para-1,2–二甲苯邻二甲苯o–二甲苯(o-Xylene)1,3–二甲苯间二甲苯m–二甲苯1,4–二甲苯对二甲苯p–二甲苯③苯环上连有三个相同的取代基时，也常用连、偏、均等字头。CH3HC31,3,5–三甲苯均三甲苯CH3CH33HCHC31,2,3–三甲苯连三甲苯

3、1,2,4–三甲苯偏三甲苯1–乙基–2–丙基–5–丁基苯多取代苯：选取最简单的取代基为1位，将其它取代基位号按尽可能小的方向循苯环编号当苯环与较长、较复杂烃基相连或烃基连有多个苯环，或是与不饱和基相连时，苯环作取代基2–甲基–3–苯基戊烷2–苯基–2–丁烯二苯基甲烷芳基：芳烃去掉一个H原子后所剩余的部分。芳基(aryl)：Ar－苯基(phenyl)：C6H5－,Ph－，φ－卞基或苯甲基：C6H5CH2－苯乙炔苄基氯(benzylchloride)5.2苯的结构5.2.1价键理论苯分子中所有的C原子都是sp2杂化

4、，sp2–sp2相互交盖，构成等同的6个C－Cσ键。每个C原子以sp2杂化轨道分别与一个氢原子的1s轨道相互交盖，构成6个等同的C－Hσ键。6个C原子与6个H原子共平面。C6H66个2p轨道的对称轴垂直于环所在平面，彼此相互平行，两侧进行侧面交盖，形成闭合的π轨道。苯分子的轨道结构6个π电子离域在6个C原子上。由此形成一个闭合的共轭体系。苯的闭合的π轨道5.2.2分子轨道理论（不讲）5.2.3共振论对苯分子结构的解释（不讲）5.3单环芳烃的物理性质（不讲）苯环上的π电子云分别位于环的上方或下方，相当于一个电子源

5、。供电体:苯环当芳环与亲电试剂作用时，发生取代反应：5.4单环芳烃的化学性质（1）亲电取代反应（先讲机理）亲电试剂：正离子或带部分正电荷的试剂。亲电取代反应：由亲电试剂进攻而引起的取代反应。亲电取代反应机理基本模式:HE+芳环上的亲电取代反应：试剂中的亲电部分从芳环上取代一个H原子。芳环上亲电取代反应的类型硝化磺化烷基化酰基化卤化(75%)催化剂：FeCl3,FeBr3(a)卤化(halogenation)反应活性：F2>Cl2>Br2>I2一般用Cl2、Br2比较强烈条件下，卤苯继续反应，主要生成邻和对位取代

6、物。ClCFel3Cl+ClClCl烷基苯反应比苯容易，主要得到邻和对位取代物。+Cl2FeCl3+58%(bp159oC)42%(bp162oC)苯的溴化反应机理：第一步：Br2分子的极化Br2与FeBr3的络合第二步：极化了的溴进攻苯环生成苯碳正离子中间体。此步骤是决定反应速率的一步。烯丙基型正离子:p,π–共轭第三步：失去质子恢复芳香体系第一步：Br2的极化图5.5溴分子的极化第二步：极化了的溴进攻苯环图5.6芳正离子的形成第三步：失去质子恢复芳香体系图5.7恢复芳香体系(b)硝化硝化反应：苯与浓硝酸和浓

7、硫酸的混合物于50~60℃反应，则环上的一个氢原子被硝基取代，生成硝基苯。硝基苯在较高温度，硝基苯继续反应，主要生成间硝基苯。烷基苯反应比苯容易，主要生成邻和对取代物。(c)磺化(sulfonation)苯与发烟H2SO4反应，生成苯磺酸：三氧化硫苯磺酸(benzenesulfonicacid)(56%)发烟H2SO4:H2SO4和SO3的混合物较高温度下，继续反应生成间苯二磺酸。烷基苯比苯易于磺化，生成邻对位取代物。H2SO4+0oC53%43%100oC79%13%磺化反应是可逆的。强酸利于磺化反应进行，热

8、的稀酸水溶液利于脱磺基反应进行。烷基苯比苯易于磺化，生成邻对位取代物。磺基有较大体积，容易受到邻位取代基的空间阻碍，较高温度达平衡时，没有空间阻碍的对位异构成为主要产物。0oC53%43%100oC79%13%H2SO4+磺化反应的应用1.磺酸是强有机酸，引入磺酸基可增加溶解度。2.帮助定位。H2SO4X2/Fe稀H2SO4150oC反应机理:第一步:亲电试剂的生成第四步:质子转移