最新第六章-芳香烃教学讲义ppt.ppt

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1、第六章-芳香烃第一节苯及其同系物芳香烃(aromatichydrocarbon)化合物在结构和性质上都与链烃和脂环烃不同，有它独自的特殊性。芳香烃的结构是高度不饱和的，如苯及其同系物的通式为CnH2n-6，但是化学性质却异常稳定。具有“芳香性”的化合物绝大部分分子中含有苯环结构，我们把这些化合物称为苯型芳香族化合物，本节将着重讨论苯型芳香烃。芳香烃按分子结构中含苯环数目和连接方式不同分为两大类：单环芳烃和多环芳烃。一、苯的结构苯的分子式C6H6凯库勒的环状结构式：（一）苯的Kekule结构式二、苯同系物的异构现象和命名苯的同系物是指苯分子中的氢原子

2、被烃基取代后的衍生物。分为一烃基苯、二烃基苯和三烃基苯等。一烃基苯在苯环的取代（不包括侧链的异构物）只有一种。烷基苯的命名是以苯环为母体，以烷基作为取代基，称为“某苯”。但苯环上若连接有不饱和烃基（如烯基和炔基）时，则将不饱和烃基作为母体，苯环（即苯基）作为取代基，称为“苯某”。甲苯乙苯苯乙烯二烃基苯在取代位置上有三种异构体，这种异构称为位置异构。如二甲苯的三种位置异构体：邻二甲苯间二甲苯对二甲苯（1,2-二甲苯）（1,3-二甲苯）（1,4-二甲苯）（o-二甲苯）（m-二甲苯）（p-二甲苯）o：ortho，表示邻位；m：meta，表示间位；p：pa

3、ra表示对位。苯环上有三个相同取代基时，也可用“连”、“偏”、“均”表明其相对位置。连三甲苯偏三甲苯均三甲苯（1,2,3-三甲苯）（1,2,4-三甲苯）（1,3,5-三甲苯）芳烃分子中去掉一个氢，剩余部分叫芳烃基（Ar-）CH2ph-或C6H5-若苯环上连有不同的烷基时，烷基名称的排列应从简单到复杂，其位次的编号应将最简单的烷基为1–位，并以位次的数字总合最小为原则来命名。1–甲基–2–乙基–5–丙基苯当苯环上连有不饱和的烃基或复杂的烷基时，一般以不饱和烃基或复杂烷基为母体，把苯环当作取代基来命名。苯乙烯苯乙炔3–甲基–2–苯基戊烷三、苯及其同系物

4、的化学性质由于苯分子结构的特殊性，使苯难以发生加成、氧化反应，而易于发生取代反应。这些特殊的性质称为“芳香性”。（一）取代反应在一定条件下，苯环上可以发生卤代、硝化、磺化等反应。1．卤代苯在铁或铁盐的催化下与卤素一起加热，苯环上的氢原子可被氯或溴原子等取代，生成相应的卤代苯。若没有催化剂的存在，光照或加热，则发生侧链上的卤代，生成侧链卤代物。同样条件下，烷基苯与卤素作用，主要产物是邻位和对位取代物2．烷基化3．硝化以浓硫酸和浓硝酸的混合酸与苯共热，苯环上氢原子被硝基（-NO2）取代，生成硝基苯。4．磺化苯和浓硫酸共热，苯环上氢原子被磺酸基取代，生成

5、苯磺酸。5.酰基化实验证明，上述苯环上的卤代、硝化、磺化等反应都是首先由带正电荷或缺电子试剂进攻苯环引起的，这些试剂包括：X+（卤代）、NO2+（硝化）和SO3（磺化）等，它们都属于亲电试剂，可用E+表示，这类反应叫亲电取代反应。上述这些亲电试剂X+、NO2+和SO3是通过如下反应生成的：（E+=X+、NO2+、SO3）一般认为，亲电取代反应的历程可分为两步，首先由亲电试剂E+进攻苯环，形成了一种反应的中间体，叫做σ配合物，此时碳原子由sp2杂化转变为sp3杂化形式，与E+和原来连接的氢原子均形成σ键。第二步是碳氢σ键逐渐减弱，最后脱掉H+，得到取

6、代产物。苯环取代的定位取代规律一、定位取代规律当苯环上已有了一个取代基，再进行取代反应时，第二个取代基进入苯换的位置取决于第已个取代基，苯环上原有的取代基称为定位基。邻、对位定位基：―NH2，―NHR，―OH，―OR，―O-CO-R，―R，―X间位定位基：―N+R3，―NO2，―CN，―SO3H，―CHO，―COOH二、定位效应的解释①δ-δ-δ-甲基的诱导效应和共轭效应的方向是一致的，都使苯环上的电子云密度增加，特别是甲基邻对位增加得更多。②硝基位吸电子基，硝基中氮氧双键与苯环构成大π键，氧和氮的电负性较强，诱导效应和共轭效应的方向是一致的，都使

7、苯环上的电子云密度降低，特别是硝基邻对位降低更多，而间位电子云降低少些。定位取代规律的应用①判断反应方向②有机合成反应路线的设计例：从苯合成间硝基溴苯（二）加成反应1．加H22．加Cl2（三）氧化反应苯环较稳定，难被氧化。但侧链上烃基α-碳原子上的氢原子，受苯环影响易被氧化。在氧化剂作用下，苯环上带有α-H的侧链能被氧化。不论碳链长短，都被氧化为羧酸。若侧链不存在α-活泼氢，则氧化不易进行。四、苯及其重要的同系物（一）苯苯(benzene)为无色液体，熔点为5.5℃，沸点为80.1℃，具有特殊气味，有毒性。不溶于水，易溶于有机溶剂，易燃烧。苯最初是

8、由煤焦油中获得，以后又以电石为原料合成苯，目前苯的主要来源是煤的干馏和石油的裂解。苯在医药上用作溶剂，在工业上用作化工原料