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文档简介

1、化学性质类似于单环芳烃: 联苯的性质与苯相似,苯基是第一类定位基,但由于邻位上的空阻,主要形成对位产物.二元取代反应发生在哪个苯环上,取决于活性大小。(另外,存在对映异构的条件。立体化学中学习)硝化硝化?B. 多苯脂肪烃:命名时以苯环作为取代基例:CH=CH1,2-二苯乙烯2-甲基-4-乙基二苯甲烷性质:与烃基苯相似CH2C2H5CH31234561234C. 稠环芳烃(一)萘(C10H8) (重点)常见的1、命名1,4,5,8位2,3,6,7位萘12345678 有一个取代基时,可用、命名,也可用阿拉伯数字标明取代基位置。 环上有两个或两个以上取代基时,必须编号。编号须从任一位开始,编完一个

2、环,再编另一环,并考虑取代基的位次。 CH3SO3HOHCH31-甲基萘-2-萘磺酸-6-甲基-1-萘酚2、萘结构平面型C-C键长不完全相等位电子云密度大芳香性比苯差:(电子离域,萘有255.39KJ/mol的共轭能,较稳定有芳香性。但小于2150.72(两单独苯环),稳定性不如苯。)1010HHHHHHHH0.1390.1420.136nm0.1403、性质白色片状晶体,m.p. 80.2 易升华1)取代反应(比苯易,主要发生于位)A:卤代Br2/CCl4BrCl2/FeClCl+95%5%B: 硝化:HNO3H2SO4NO2FeHClNH2-萘胺位比位活泼的原因: 生成取代产物时形成络合物

3、较稳定,因此其活化能较低,反应速率快 HNO2+HNO2+HNO2+HNO2+HNO2+HNO2+HNO2+生成络合物的共振式如下: 7 7个共振式,其中4 4个保持完整的苯环结构 进攻位生成的络合物的共振式为 HNO2+HNO2+HNO2+HNO2+HNO2+HNO2+6 6个共振式,但只有两个保持了苯环结构 萘的亲电取代反应一般发生在位 C:磺化:萘与浓硫酸进行磺化反应时,低温反应主要生成-萘磺酸,高温主要生成-萘磺酸: 60SO3HH2SO4+SO3H160位的活性高,反应速率快,动力学控制位的产物是稳定性的产物,热力学控制 原因:位活性比位大,反应速度较位快, 低温时反应主要发生于位。

4、但-SO3H 的体积较大,在位时,与8位C-H平行, 空间相互拥挤,因此是不稳定产物。-取代,动力学控制产物位活泼,但产物不稳定-取代,热力学控制位不活泼,但产物稳定SO3HH有排斥作用SO3HH磺化反应是可逆反应,形成的-萘磺酸在高温下可转变为稳定的-萘磺酸 应用:制备其它-取代物的桥梁。SO3NaNaOH300 ONaH+OHD D:酰基化反应 酰基进入的位置与反应条件有关 +CH3-C-ClOCS2150C CH3O+C CH3O3/1C CH3OC6H5NO2250可见:酰基化是合成萘的-取代物的又一条途径。COCH3Cl2,NaOH6070 COOH+CHCl3E:氯甲基化:+HCH

5、OZnCl2HClCH2Cl-氯甲基萘(1)原取代基为第一类取代基,发生同环取代: 若原有基在位,则新引入基进入另-位, 若原有基在位,则进入邻-位: F、萘亲电取代反应的定位规则进入的基团可以发生在已有取代基的环上(同环取代),也可以发生在另外一个环上(异环取代) 即邻对位定位基OMe混 酸OMeNO2CH3CH3BrBr2CS2(2)原取代基为第二类定位基,则异环取代SO3HSO3HNO2混 酸邻对位定位NO2混 酸NO2NO2+NO2NO2例外:6-甲基-2-萘磺酸CH3CH3HO3SH2SO492%90180 NO2HNO3-H2SO4NO2NO2NO2NO2+2)氧化反应(比苯易被氧

6、化)弱氧化醌:CrO3CH3COOHOO+O2V2O5 , K2SO4385-390CCOOO强氧化环破裂邻苯二甲酸酐用于合成染料、树脂、增塑剂等3)3)还原反应: 萘的一个苯环容易被还原: Na+132异戊 醇四氢萘,萘满沸点207,Tetralin (二)蒽、菲 C14H1012345678910蒽12345678910菲致癌芳烃:3,4-苯并芘1,2,5,6-二苯并蒽1,2,3,4-二苯并菲蒽、菲、芘的许多衍生物具有很强的致癌性:八、芳烃的来源:煤、石油1、从煤焦油中分离 煤焦油(煤干馏的副产品)主要成份苯、 甲苯、二甲苯、萘等。2、芳构化 烷烃、环烷烃在一定温度压力, 催化剂作用下环化

7、去氢转化为芳烃铂重整。3 、从石油裂解产品中分离芳烃的鉴别:1、RKMnO4褪色2、(含氢)HCHOH2SO4土红色蓝紫色蓝绿色 3、苯及其同系物萘 蒽 R发 烟H2SO4溶 解显色九、非苯芳烃和Hckel (4n+2) 规则 (休克尔) 前面提到的芳烃都具有苯环,结构上是环状共轭三烯,那么是否具有环状共轭体系的多烯都具有芳香性?1、芳香性的判据Hckel(4n+2)规则含有4n+2个电子的平面单环共轭体系具有芳香性。n=0,1,2,3,4 H-NMR判断:环内质子化学位移小,环外质子化学位移大环辛四烯 (2)(1)HHHH10-轮烯有芳香性CH21,6-亚甲基环癸五烯CH2(3)(4)= 0

8、.5 ppm= 0.5 ppm= 7.5 ppm= 7.5 ppm12轮烯: 电子数不满足H Hckelckel规则 1414轮烯: 电子数满足H Hckelckel规则H HH H环内质子的化学位移为=0=0 ppm,环外质子化学位移为=7.6=7.6 ppm有芳香性16轮烯 18轮烯 HHHHHHHHHHHHHHHHHH18-轮烯电子数满足H Hckelckel规则,由于环较大,环内氢没有拥挤,因此有芳香性 电子数2 4 4 6 6非环状 平面型 非环状 共轭 非环状共轭 共轭 共轭非芳性 非芳性 非芳性 芳性 非芳性其它环状共轭多烯2、芳香性离子电子数6个,平面共轭体系有芳性K._+H+

9、._环丙烯 环丁二烯 环庚三烯 环戊二烯正离子 双正离子 正离子 负离子单环共轭体系的分子轨道能级环丙烯正离子 环丁二烯 环戊二烯负离子 苯 环庚三烯正离子 环辛四烯 单环共轭体系的分子轨道能级的特点:所有的成键的分子轨道是满层的福劳斯特(FrostFrost)方法标画轨道能级图 :画轨道的规律:对于含有n n个碳原子的单环共轭体系,当n n为奇数时,有1 1个低的非简并的能级,另外有n-1/2n-1/2个双重简并能级;当n n为偶数时,有一高一低两个非简并的能级,另n-2/2n-2/2个双重简并的能级。根据轨道能级分布的规律性,可以利用简便的福劳斯特(FrostFrost)方法标画轨道能级图

10、。此法是以|2|2|为半径画一个圆,若为n个碳原子的单环,就过圆的下顶点做圆的内接正n边形,各内接点的位置表示各轨道的能级,过圆点的直线为非键轨道的能级。 总结一、单环芳烃命名苯基、芳基、苄基二、共振论(了解),会使用。三、单环芳烃的化学性质(1)卤代(Cl2,Br2)必须有催化剂(2)硝化(3)磺化1)烷基化反应苯环上只含有-NO-NO2 2、-CN-CN时不发生烷基化反应:2)酰基化反应(酰基化试剂是:酰氯、酸酐) ) (5)氯甲基化反应1、-H的卤代反应及机理(二)侧链的反应2、氧化反应: -H3、脱氢反应(三)苯环的加成反应和氧化反应:了解六、苯环上的亲电取代反应的定位规则邻对位定位基

11、(第一类定位基)间位定位基(第二类定位基)二取代苯的定位规律定位规则的应用七、稠环芳烃12345678位,位命名性质:1)取代反应(发生于位)卤代、硝化、磺化非苯芳烃和Hckel (4n+2) 规则含有4n+2个电子的平面单环共轭体系具有芳香性。原因:位活性比位大,反应速度较位快, 低温时反应主要发生于位。但-SO3H 的体积较大,在位时,与8位C-H平行, 空间相互拥挤,因此是不稳定产物。-取代,动力学控制产物位活泼,但产物不稳定-取代,热力学控制位不活泼,但产物稳定SO3HH有排斥作用SO3HH磺化反应是可逆反应,形成的-萘磺酸在高温下可转变为稳定的-萘磺酸 OMe混 酸OMeNO2CH3CH3BrBr2CS2(2)原取代基为第二类定位基,则异环取代SO3HSO3HNO2混 酸邻对位定位2)氧化反应(比苯易被氧化)弱氧化醌:CrO3CH3COOHOO+O2V2O5 , K2SO4385-390CCOOO强氧化环破裂邻苯二甲酸酐用于合成染料、树脂、增塑剂等八、芳烃的来源:煤、石油1、从煤焦油中分离 煤焦油(煤干馏的副产品)主要成份苯、 甲苯、二甲苯、萘等。2、芳构化 烷烃、环烷烃在一定温

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