有机化学芳香烃课件

1、 第四章 芳香烃 (aromatic hydrocarbon) 重点 1、苯的结构和含苯芳烃命名。 2、单环芳香烃的化学性质。 3、苯环取代的定位效应。 4、掌握萘、蒽、菲的结构。 5、用电子理论解释苯的取代反应。（了解） 第一节 芳香烃的分类与命名 一、含苯芳香烃的分类 （1）单环根据结构 （2）多环 （3）稠环 二、芳香烃的命名 （一）单环或多环芳香烃的命名 （1） 烷基做取代基，苯作母体。 甲苯 乙苯 异丙苯 苯环上连有两个相同取代基时 邻 或 o- 间 或 m- 对 或 p- 1，2-二甲苯 1，3-二甲苯 1，4-二甲苯 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 o-二甲苯 m-二甲苯 p- 二

2、甲苯 当苯环连接多个不同烷基时， 1-甲基-3-乙基苯 1-甲基-5-丙基-2-异丙基苯 （2） 苯环作为取代基, 以烃基为母体。 2-甲基-4-苯基己烷 苯乙烯 苯乙炔 芳基 : -Ar 苯基 : -Ph 苄基 (苯甲基): 二苯甲烷 1，3二苯基丙烷 (二)稠环芳烃的命名 简单稠环芳烃有特定名称, 稠环上碳原子有特定的编号 萘 蒽 菲 -萘磺酸 -硝基萘 1，3，5-三甲基萘 第二节 苯分子的结构凯库勒（kekelre，F.A.) (18291896) 德国化学家大学时学建筑，受李比希教授影响，改学化学。1858年提出“碳是四价” 的学说,1865年提出苯环结构， 实验事实； (1) 根据

3、苯的分子式C6H6，一取代产物一种。（4）苯分子中环上碳碳键长是完全相等的。（5）氢化热不是环己烯的三倍。实验值：苯的氢化热 = 208 KJ / mol实验值比理论值低：（360208 = 152 KJ / mol ）(3) C-C 0. 154 nm , 苯0.140nm , C=C 0.134nm（2）苯的邻位二元取代物只有一种。说明：（苯分子的结构的杂化轨道理论） 碳原子都采用sp2杂化，每个碳都以三个sp2与相邻两个碳和一个氢形成三个键、 6个未杂化轨道平行重叠,形成闭合共轭体系，电子高度离或，形成环形大键 二、单环芳烃的物理性质（阅读） 三、单环芳烃的化学性质 （一）亲电取代反应机

4、理 -配合物 -配合物 快慢快（二）亲电取代（electrophilic substitution） 常使用催化剂促进亲电试剂 E 的产生。 1.卤代 X+ 2.硝化 +NO2 3.磺化 SO3 4.傅-克烷基化 R+ 5.傅-克酰基化 1. 卤代反应 （halogenation reaction） X+ 说明：苯环上连有烷基，使苯环致活，并且得邻、对位两个产物。 2.硝化 +NO2 说明：苯环上连有硝基，使苯环致钝，并且得间位一个产物。 3.磺化 SO3说明：1反应可逆。（H3+O，加热）在合成上临时占位。2空间位阻，上对位。3最强的有机酸。 4应用在提高药物的水溶性。 4.傅-克烷基化 说

5、明： 1.环上不能连硝基、羰基等强的吸电子基团。 2.有重排现象。 5.傅-克酰基化 说明：1.环上不能连硝基、羰基等强的吸电子基团。酰基化试剂: 酰卤: 乙酸酐:（三）芳烃侧链的反应 1.卤代反应 说明：在高温和紫外光照射，-氢被卤原子取代。 2.氧化反应 说明：-C必须有氢，得-COOH,无H不氧化。四、苯环上亲电取代反应的定位规律 （一）两类定位基 1 、邻对位定位基 (使苯环致活) -N(CH3)2 , -NH2 , -OH, -OCH3, -R , -C6H5 , -X. 注意定位基结构特点 2 、间位定位基(使苯环钝化) -NO2 , -CF3, -CN, -SO3H -CHO,

6、-COOH , -COOR , -COR. 注意定位基结构特点（二）取代定位规律的理论解释 （1）邻对位定位基的影响： 诱导效应 （I） 超共轭效应（C） 说明：苯环活化，极性交替规律。 未共用电子对和苯环形成P共轭体系 -NH2 , -OH, -OCH3, 诱导效应（-I） P共轭效应（+C）（2）间位定位基 硝基苯为列: 共轭体系（-C）强吸电子效应 诱导效应 （-I） 说明：苯环钝化，极性交替规律 （磺酸基SO3H，氰苯CN） (3)空间效应 第一类定位基： 定位基大，易进入对位； 进入基团大， 邻位产物比例下降磺化: -SO3H -SO3H -SO3H （三）二取代苯的定位规律 第三个

7、取代基进入的位置、 已有两个取代基共同决定。（1）定位作用一致 效应一致的位置易进入 ，位阻区不易进入。位阻区 （2）两个取代基定位作用不一致 由定位效应较强决定，定位作用相近时，得到混合物。（3）两个不同类定位基, 由第一类定位基决定.位阻（四）定位规律在有机合成中的应用 由苯合3硝基4氯苯磺酸。浓 第三节 稠环芳香烃说明：（结构特点）由两个或多个苯环共用两个相邻碳原子稠合而成 平面型分子、 各碳P道平行重叠（程度不同）， 电子云未完全平均化、芳香性比苯差 电子云密度高的碳原子：萘位、位其次 蒽、菲中9 、 10位 萘 蒽 菲一、萘 萘易升华，具特殊气味，溶于乙醇、乙醚、苯、不溶于水。（一）

8、取代反应1.卤代反应 主要产物 2.硝化反应 位比一苯快75倍， 倍比苯快50倍。 3.磺化反应、 60进位、 165进入位。一元取代萘的取代反应定位效应 说明：第一类定位基，取代基进入或位， 第二类定位基萘环被钝化、 取代基进入异环位。 （二）氧化反应， 在强烈条件下， 一个环破裂，生成邻苯甲酸酐。 （三）加氢反应比苯易 反应活性： 萘 苯二、蒽和菲 (了解) 具有芳香性、 比苯和萘芳香性差 化学性质更加活泼。 反应发生在9.10位。三、其他稠环芳烃 稠环芳及其衍生物已确认有致癌作用。 煤炭、石油。 芘第四节 非苯芳香烃 一 芳香性特点说明： 不易发生加成反应 不易氧化 容易发生取代反应 二芳香性的判断 体克尔规则：成环原子共