环烃芳烃简化版

1、第一张，PPT共五十八页，创作于2022年6月一. 芳香烃的分类及命名三. 单环芳烃的化学性质四. 苯环上取代反应的定位规律五. 稠环芳烃芳 烃 (Aromatic hydrocarbon)二. 苯的结构第二张，PPT共五十八页，创作于2022年6月芳香性芳香化合物具有如下共同性质：.芳香化合物是环状化合物，比相应的开链化合物稳定， 环不易破坏。.芳香化合物虽是高度不饱和的，但它们易与亲电试剂 发生取代反应，而不易发生加成；.芳香化合物是环状的平面的（或近似平面）分子，为 一闭合的共轭体系。 环中所有碳原子在一个平面，形成环状共轭体系。且当环中电子数符和4m+2 时，此化合物具有芳香性。在有机

2、化学发展初期，曾经把一些从天然产物中得到的有香气的化合物通称为芳香化合物，或者说具有芳香性。第三张，PPT共五十八页，创作于2022年6月3一. 芳香烃的分类及命名 芳香烃的分类芳烃多环芳烃 联苯类多苯代脂芳烃 稠环芳烃苯、苯的同系物和苯基取代的不饱和烃单环芳烃:非苯芳烃第四张，PPT共五十八页，创作于2022年6月41. 基的命名ph-phenyl苯基Ar-Aryl-芳基对甲苯基苄基2. 烷基取代的苯以苯为母体： 芳香烃的命名第五张，PPT共五十八页，创作于2022年6月5甲苯乙苯异丙苯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orthom-二甲苯metap

3、-二甲苯para第六张，PPT共五十八页，创作于2022年6月63. 结构复杂的化合物以苯作为取代基：苯甲醇苯甲酸苯乙烯2-对异丁基苯基丙酸2-(4-异丁基苯基)丙酸第七张，PPT共五十八页，创作于2022年6月7排在后面的基团为母体只作取代基.选母体，使母体编号为1，其他作为取代基.编号.较优基团后列出例：4-氨基-2-羟基苯甲酸4. 苯环上有多个不同取代基的化合物原则：或4-硝基-2-氯苯胺第八张，PPT共五十八页，创作于2022年6月85. 多环芳烃分子中含有两个或两个以上的苯环。（1）.多苯代脂烃及联苯联苯三苯甲烷二苯甲烷二茂铁1,4-环蕃2,2-对环蕃第九张，PPT共五十八页，创作于

4、2022年6月9（2）. 稠环芳烃：两个苯环公用两个碳原子。蒽菲萘萘环中有两种不同的位置：编号总是从任何一个位开始：45萘的命名：123678910第十张，PPT共五十八页，创作于2022年6月101-硝基萘-硝基萘2-萘磺酸-萘磺酸6-甲基-1-氯萘5-甲基-2-萘磺酸3-甲基-8-硝基-1-氯萘第十一张，PPT共五十八页，创作于2022年6月11二. 苯的结构由元素分析，分子量测定，苯的分子式为：C6H6性质：.易取代，不易加成.一取代物只有一种.邻二取代物只有一种 为了解释这些性质，1865年凯库勒提出苯是碳碳链首未相连的环状结构，环中三个单键，三个双键相间。苯的结构最早由奥地利化学家洛

5、斯密特（Loschmidt）提出（在1861年）第十二张，PPT共五十八页，创作于2022年6月12凯库勒结构不完善：.不能解释为什么苯分子的不饱和度为4，如此之大，却不发 生类似于烯烃和炔烃的加成反应。.假定邻位两个氢被取代，但按此式应该有两种产物：但实际上只有一种。.由物理方法测定的苯分子中碳碳键长为0.139nm，比正常的 碳碳单键（0.154nm）短，比正常的碳碳双键长（0.134nm） 键长介于碳碳单键与碳碳双键之间，完全平均化，由凯库 勒结构式不能说明这一点。第十三张，PPT共五十八页，创作于2022年6月13分子轨道理论解释苯分子的结构：C为SP2杂化所有原子处于同一平面分子中未

6、杂化的6个P轨道侧面交盖重叠形成6个分子轨道 重叠结果形成了一个闭合的、环状的大键，形成的电子云像两个连续的面包圈，一个位于平面上面，一个位于平面下面，经能量计算，这是一个很稳定的体系。第十四张，PPT共五十八页，创作于2022年6月14共振论解释苯分子的结构：苯分子的结构是A和B的共振杂化体通常用两种方法表示苯分子的结构：强调电子云的平均分布注意：是A和B的共振杂化体意义：苯的环状结构的提出，是芳香族化合物发展的一个里程碑。第十五张，PPT共五十八页，创作于2022年6月15三. 单环芳烃的化学性质(1). 卤化反应例：+251. 苯环上的亲电取代反应第十六张，PPT共五十八页，创作于202

7、2年6月16机理：+慢第十七张，PPT共五十八页，创作于2022年6月17+注意：卤代通常用Cl2、Br2催化剂也可用Fe氟代太剧烈，反应难于控制。碘代则用下列反应：+若反应条件强烈可得二取代产物第十八张，PPT共五十八页，创作于2022年6月18+(2). 硝化反应苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下生成硝基苯+50+室温+注意：甲苯氯代比氯苯容易，为什么？上去基团的位置第十九张，PPT共五十八页，创作于2022年6月19+机理：+第二十张，PPT共五十八页，创作于2022年6月20(3). 磺化反应发烟机理：+慢+第二十一张，PPT共五十八页，创作于2022年6月21+注意：磺化反应不同于卤

8、化、硝化，卤化、硝化是不可逆的， 而磺化反应是可逆的。+180+在合成上有重要用途。第二十二张，PPT共五十八页，创作于2022年6月22(4). 傅氏反应(烷基化和酰基化)Friedel-Crafts（费瑞德-克来福特）反应1）烷基化反应在无水FeCl3或AlCl3作用下，苯与卤代烷发生的反应。例：+机理：+第二十三张，PPT共五十八页，创作于2022年6月23+亲电试剂是碳正离子，所以反应将伴随着碳正离子的重排。例：+异丙苯正丙苯65-69%30-35%第二十四张，PPT共五十八页，创作于2022年6月24（2）酰基化反应+第二十五张，PPT共五十八页，创作于2022年6月25机理+第二十

9、六张，PPT共五十八页，创作于2022年6月26+酰基化试剂酰卤和酸酐+第二十七张，PPT共五十八页，创作于2022年6月27催化剂：用量较烷基化多。当苯环上有吸电子基团时，不易发生酰基化。芳环上连有NH2、NHR或NR2基团与催化剂作用也会形成吸电子基团，所以反应的产率也很低。不容易得到多取代产物。反应中不重排。第二十八张，PPT共五十八页，创作于2022年6月282. 加成反应+紫外光第二十九张，PPT共五十八页，创作于2022年6月293. 氧化反应 苯环有特殊的稳定性，烷基苯在高锰酸钾、硝酸、铬酸等强氧化剂作用下，烷基氧化成羧基。第三十张，PPT共五十八页，创作于2022年6月30注意

10、：不论侧链有多长，总是-H反应生成苯甲酸。若无-H，一般不发生氧化，若用强烈的氧化剂，环被破坏。强烈第三十一张，PPT共五十八页，创作于2022年6月31 用特殊催化剂V2O5，将苯氧化成顺丁烯二酸酐（简称顺酐），是工业上合成顺酐的方法。+385400顺丁烯二酸酐顺酐马来酸酐第三十二张，PPT共五十八页，创作于2022年6月32侧链上反应苯环上反应 由于-超共轭，-H活性增大，易发生-H卤代。4. 烷基侧链上的卤代+h+机理：自由基取代机理：亲电取代条件不同产物不同第三十三张，PPT共五十八页，创作于2022年6月33h第三十四张，PPT共五十八页，创作于2022年6月34练习：由苯合成第三十

11、五张，PPT共五十八页，创作于2022年6月35四. 苯环上取代反应的定位规律1. 定位规律 定位效应：6个氢原子等同一取代产物只有一种o-m-p-o-m-若发生亲电取代反应，而且5个位置的反应速度相同，二取代产物比例应是邻间对 = 2 2 1而实际情况并非如此。第三十六张，PPT共五十八页，创作于2022年6月36例：+30+对硝基甲苯间硝基甲苯邻硝基甲苯63%34%3%+（发烟）100+邻二硝基苯对二硝基苯间二硝基苯6%1%93%第三十七张，PPT共五十八页，创作于2022年6月37甲苯主要生成邻对位产物，硝基苯主要生成间位产物。 不但硝化有这样的规律，而且卤化、磺化也有类似的规律，可见，

12、第二个取代基进入的位置与亲电试剂无关，只与苯环上原有的取代基的性质有关，受苯环上原有取代基的控制，这种效应为定位效应。将取代基大致分为两类：1). 第一类定位基：邻对位定位基，它们使第二个取代基进入 它的邻对位。常见的有： 第三十八张，PPT共五十八页，创作于2022年6月38特点：除烃基外，自由价所连原子上要么有孤电子对，要么 有负电荷。2). 第二类定位基：间位定位基，它们使第二个取代基进入它的 间位。常见的有： 特点：自由价所连原子上要么有正电荷，要么有双键、叁键。2. 活化与钝化作用以苯的亲电取代反应为准，若一取代苯的亲电取代反应速度比苯的快，那么苯上连的取代基使苯活化；第三十九张，P

13、PT共五十八页，创作于2022年6月39若一取代苯的亲电取代反应速度比苯的慢，那么苯上连的取代基使苯环钝化。例：的硝化速度为的25倍，所以甲基使苯环活化。的硝化速度为的610-8倍，所以硝基使苯环钝化。根据实验，将常见取代基对苯环活化与钝化的能力排列如下：第四十张，PPT共五十八页，创作于2022年6月40强烈活化：中等活化：弱活化：弱钝化：邻对位定位基强钝化：间位定位基第四十一张，PPT共五十八页，创作于2022年6月41结论：第一类邻对位定位基，除卤素外，使苯环活化。第二类间位定位基，使苯环钝化。3. 定位规律的应用1). 在有机合成中的应用+形成分子内氢键二者可通过水蒸汽蒸馏分开第四十二

14、张，PPT共五十八页，创作于2022年6月42+m.p. 12m.p. 68通过重结晶分离合成设计:第四十三张，PPT共五十八页，创作于2022年6月43由制纯100第四十四张，PPT共五十八页，创作于2022年6月442). 预测反应的主要产物定位一致：一种产物两种产物（少）两种产物（少）两种产物一种产物两种产物第四十五张，PPT共五十八页，创作于2022年6月45定位不一致：一种产物一种产物两种产物第四十六张，PPT共五十八页，创作于2022年6月46五. 稠环芳烃两个苯环公用两个碳原子。1). 萘. 结构及命名结构：分子中10个碳均为sp2杂化10个碳与8个氢共处于一个平面分子中碳碳键长

15、不等同萘的共振式：第四十七张，PPT共五十八页，创作于2022年6月47. 反应概述：萘环中有两种不同位置，即位、位，所以亲电试剂既可进攻位，又可进攻位，因此一取代有两种。结论： 位速度快，位速度慢。 萘的亲电取代活性比苯大。进攻位其它贡献较小的经典结构进攻位其它贡献较小的经典结构第四十八张，PPT共五十八页，创作于2022年6月48从共振式可看出：进攻位形成的中间体较稳定，因为共振式 中有两个保留苯环的较稳定的经典结构式。a. 取代反应+ 6084%速度控制产物 15085%平衡控制产物第四十九张，PPT共五十八页，创作于2022年6月49+CS2+C6H5NO2注意：萘亲电取代容易发生在位，除此之外，一取代萘的 定位效应也受环上原有取代基的控制。第五十张，PPT共五十八页，创作于2022年6月50b. 氧化和还原1,4-萘醌可作亲双烯体与甲苯氧化不同+400500邻苯二甲酸酐第五十一张，PPT共五十八页，创作于2022年6月511,4-二氢萘十氢萘第五十二张，PPT共五十八页，创作于2022年6月523. 蒽和菲蒽和菲是同分异构体，由三个苯环稠合而成。蒽菲11098765432123456789101,4,5,8为位2,3,6,7