第六章 单环芳烃(3).ppt

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1、第六章单环芳烃exit本章提纲第一节芳香性的概念和芳香化合物的定义第二节芳香烃的来源第三节苯及其衍生物的命名和异构第四节芳香烃的物理性质第五节苯表达方式的研究和讨论第六节苯和芳香烃的化学性质第七节多环芳烃第八节休克尔规则和非苯芳香体系第一节芳香性的概念和芳香化合物的定义第一阶段：从植物胶中取得的具有芳香气味的物质称为芳香化合物。第二阶段：将苯和含有苯环的化合物称为芳香化合物。第三阶段：将具有芳香特性的化合物称为芳香化合物。芳香性的概念1C/H的比例高。2具有平面和接近平面的环状结构。3键长接近平均化。4在核磁共振谱中，环外氢的化学位移明显移向低场，环内氢的化学位移明显移向高场。5化学性

2、质稳定，易发生亲电取代而不易发生加成。单环芳烃：分子中只含有一个苯环，如苯、甲苯、苯乙烯等。多环芳烃：分子中含有两个或两个以上的苯环，如联苯、萘、蒽等。分子中不含苯环，但含有结构及性质与苯环相似的芳环，并具有芳香族化合物的共同特性。如环戊二烯负离子、环庚三烯正离子、英等。第二节芳香烃的来源1煤煤焦油芳香化合物粗制品(煤的3%)(煤的0.3%)干馏（1845年-1940年期间）2石油60-150oCC5-C7组份芳香化合物（20世纪40年代起）分馏500oC，加压重整重整：包括链烃裂解、异构化、关环、扩环、氢转移、烯烃吸氢等过程。（铂重整，临氢重整）芳构化：是指脂肪族六元环在铂、钯、镍等

3、催化剂存在下加热，脱氢生成芳香族化合物的过程。第三节苯及其衍生物的命名和异构苯（Benzen）苯基（phenyl）苄基（benzyl）（phenylmethyl)苯基(Ph)（C6H5-）芳基(Aryl)苯甲基C6H5CH2-苯环上氢原子被烷基取代而成的苯的一元取代物，在命名时以苯为母体，烷基为取代集。例如甲苯、乙苯、正丙苯、异丙苯等苯的二元取代物有三种异构体。由于取代基位置不同，在命名时，应在名称前加邻、间或对等字，或用1,2-、l,3-、1,4-表示。取代基相同的三元取代物有三种异构体，命名时可分别用阿拉伯数字表示取代基的位置，也可用连、偏和均等字来表示它们位置的不同。连三甲苯偏三

4、甲苯均三甲苯对于结构复杂或支链上有官能团的化合物，也可以把支链作为母体，把苯环当作取代基来命名。第四节芳香烃的物理性质芳香烃不溶于水，但溶于有机溶剂。一般芳香烃均比水轻。沸点随相对分子质量升高而升高。熔点除与相对分子质量有关外，还与结构有关，通常对位异构体由于分子对称，熔点较高。价键式分子轨道离域式共振式自旋偶合价键理论（1986年Copper等提出）第五节苯表达方式一、共振论和分子轨道对苯芳香特性的解释二、芳香亲电取代反应三、加成反应第六节苯和芳香烃的化学性质苯的电子云分布：由此可以推断苯的主要化学性质是亲电反应。一共振论和分子轨道对苯芳香特性的解释共振论认为：苯的芳香性是由于两个等

5、同的极限结构的共振引起的。分子轨道理论认为：苯的芳香性是由于苯存在一个封闭的共轭体系引起的。二芳香亲电取代反应1硝化反应2卤化反应3磺化反应4傅-克烷基化反应5傅-克酰基化反应6多元亲电取代的经验规则苯环亲电取代反应的一般模式+H+亲电试剂-络合物-络合物（sp2sp3)-络合物的表达方式共振式离域式快1硝化反应*1定义：有机化合物碳上的氢被硝基取代的反应称为硝化反应。（1）苯的硝化反应+浓HNO3+浓H2SO450-60oC,98%+H2O*2反应式*3反应机理HNO3+H2SO4HSO4-+H2O+NO2H2O+NO2H2O++NO2H2SO4+H2OH3+O+HSO4-(

6、1)HNO3+2H2SO4H3O+++NO2+2HSO4-++NO2NO2+HSO4-+H2SO4(2)(3)NO2*4-碳正离子的极限式和离域式反应进程势能*5反应势能图（亲电加成和亲电取代的对比分析）共振极限式离域式E=NO2（2）取代苯的硝化反应*1取代基的分类及依据E+亲电取代几率40%40%20%如果不考虑取代基的影响，仅从统计规律的角度来分析，邻对位产物应为60%，间位产物为40%。邻对位定位基：邻对位产物>60%，G为邻对位定位基。间位定位基：间位产物>40%。G为间位定位基。活化基团：若取代基引入后，取代苯的亲电取代反应速度比苯快，则取代基为活化基团。钝化基团：若取代

7、基引入后，取代苯的亲电取代反应速度比苯慢，则取代基为钝化基团。取代基的定位效应：已有的基团对后进入基团进入苯环的位置产生制约作用，这种制约作用称为取代基的定位效应。+HNO3（浓）+H2SO4（浓）1：1NO255-60oC98%取代基分类的依据苯、硝基苯、甲苯、氯苯的硝化的对比实验表明：硝基是一个致钝的间位定位基。甲基是一个致活的邻对位定位基氯是一个致钝的邻对位定位基。苯环上的其它取代基均可以归入这三类。分类分类的依据将取代基的分类情况予以分