掌握苯的结构和苯的物理性质市公开课获奖课件

1、第八章 芳 烃 掌握苯结构和苯物理性质，苯衍生物命名； 苯同系物同分异构、芳烃亲电取代反应，苯环上亲电取代反应定位规律、解释和应用； 苯同系物其它性质； 掌握休克尔规律及其应用； 掌握其它芳香化合物命名和多环芳烃命名和性质；第1页第1页hua082_ 密码hua0822hua083_ 密码hua0832hua084_ 密码hua0841hua084_ 密码hua0842hua084_ 密码hua0843第2页第2页第一阶段：从植物胶中取得含有芳香气味物质称为芳香化合物。第二阶段：将苯和含有苯环化合物称为芳香化合物。第三阶段：将含有芳香特性化合物称为芳香化合物。对芳香族化合物结识阶段：第3页第3

2、页芳香性概念：1 C/H百分比高。2 含有平面或靠近平面环状结构。3 键长趋于平均化。4 在核磁共振谱中，环外氢化学位移明显移向低场， 环内氢化学位移明显移向高场。5 化学性质稳定，易发生亲电取代而不易发生加成。第4页第4页不足之处：1、不能解释为何苯不起类似烯烃加成反应；成功之处：解释了苯环单取代物只有一个，二取代有三种；8.1 苯结构8.1.1 苯凯库勒式，C6H6，不饱和度等于4一、1865年凯库勒提出苯环为环己三烯结构 2、不能完整解释邻位二取代只有一个。 第5页第5页二、苯环结构 三、苯环结构表示办法 苯甲苯萘凯库勒式 第6页第6页7.1.2 苯共振式和共振能苯含有特殊稳定性-从氢化

3、热数据看苯内能。 环己烯 环己二烯 环己三烯 苯氢化热（kJ / mol） 119.5 231.8 119.53=358.5 208.5 (测定) (测定) (依据假设计算) (测定)每个C=C平均 119.5 115.9 119.5 69.5氢化热 (kJ / mol）从整体看： 苯比环己三烯能量低 358.5 - 208.5 = 150 kJ / mol （苯共振能） 苯比环己二烯能量低 231.8 - 208.5 = 23.3 kJ / mol第7页第7页8.2 芳烃异构现象和命名 8.2.1 苯衍生物异构和命名1、一取代(一个) 2、二取代（三种） 邻（o-） 间（m-） 对（p-）

4、3、三取代（3个取代基相同时有三种） 连三甲苯 偏三甲苯 均三甲苯苯衍生物异构:第8页第8页一 烃基苯命名 1、命名规则：烷基作为取代基，苯环作为母体 甲苯 乙苯 异丙苯 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 苯衍生物命名:第9页第9页2、含有双键和叁键苯乙烯 苯乙炔 二苯基乙烯3、如所连基团较复杂，也能够把苯环作为取代基 2甲基3苯基戊烷3苯丙烯第10页第10页4、几种主要取代基Ph 或 C6H5 苯基PhCH2或 Bz苄基 烯丙基 第11页第11页二 芳烃衍生物命名 1、一些基团只能做取代基 2，4二硝基氯苯2、当取代基为NH2，OH，CHO，COOH，SO3H时通常做为一类化合物处理，依次为苯胺

5、，苯酚，苯甲醛，苯甲酸，苯磺酸。 硝基苯3硝基4氯甲苯第12页第12页对氯苯酚 对氨基苯磺酸 对甲酰基苯甲酸 3、苯环上连有各种取代基时，选择母体（排在后面为母体）OR， R，NH2，OH，COR，CHO，CN，CONH2，COX，CO2R，SO3H，CO2H第13页第13页8.2.3 物理性质：无色有芳香气味液体，密度在0.86和0.93之间8.2.2 苯衍生物偶极矩8.2.4 苯衍生物生成热从表8.3可见：苯环上甲基使其更稳定。第14页第14页8.3 苯环上亲电取代反应8.3.1苯卤化反应*1 定义有机化合物碳上氢被卤素取代反应称为卤化反应。*2 反应式第15页第15页*3 反应机理共振式

6、离域式第16页第16页反应进程E第17页第17页氯化碘化第18页第18页8.3.2苯硝化反应在苯硝化反应中，攻打试剂是硝瓮正离子：第19页第19页(1) HNO3 + 2H2SO4 H3O+ + +NO2 + 2 HSO4-+ +NO2NO2+ HSO4-+ H2SO4(2)(3)NO2反应机理HNO3 + H2SO4 HSO4- + H2O+NO2 H2O+NO2 H2O + +NO2 H2SO4 + H2O H3+O + HSO4-第20页第20页8.3.2磺化反应 1、苯和发烟硫酸在7580C之间反应，苯环上氢原子被磺酸基所取代反应。2、机理3、磺化反应是可逆反应第21页第21页芳烃在路

7、易斯酸催化下，苯环上氢原子被酰基或烃基所取代反应。 8.3.4 傅克反应： 傅克酰化反应 1 酰化试剂：苯乙酮第22页第22页2 机理第23页第23页 傅克烃基化反应 1、催化剂：AlCl3，FeCl3，ZnCl2，BF3 2、烷基化试剂(能生产碳正离子试剂)：RX，ROH，烯烃 3、机理 第24页第24页4、傅克烃基化反应特点（重排, 可逆 ）反应是可逆，因此经常发生烷基移位、移环。第25页第25页离域式苯环亲电取代反应普通模式共振式到8.5第26页第26页8.4 苯环上亲电取代反应定位规律8.4.1 定位规律但事实上主要产物只有一个或两种.第27页第27页第28页第28页第29页第29页第

8、30页第30页问题 8.5 写出下列化合物在硝化反应中(导入一个硝基)主要产物。第31页第31页8.4.2 定位规律理论依据反应进程势能反应速度控环节是形成C+，该步过渡态能量与C+较靠近， C+越稳定，活化能越低。因此， 能够通过判别C+稳定性来判别速度快慢和定位效应。第32页第32页第33页第33页第34页第34页 甲基(活化、邻对位定位基、位阻)(1)(2)(3)第35页第35页 三氟甲基(间位定位基、钝化)第36页第36页第37页第37页 甲氧基(邻对位定位基、邻对位活化、间位钝化)第38页第38页第39页第39页 卤素(邻对位定位基、钝化苯环)第40页第40页一、两个定位效应所在位置

9、一致时，同时满足两个效应 8.4.3 二取代苯定位效应 位阻 第41页第41页二、不同类定位基时，由第一类定位基决定 三、相同类定位基，由排在前面定位基决定，如位置相距不大，则得到混合物。第42页第42页第43页第43页第44页第44页8.4.5 定位规律应用有机合成目的普通是制备一个纯净化合物,如反应生成几种异构体混合物,又不能有效分离,这个反应就没有制备价值. 取代基性质邻对位产物很少，容易用重结晶或用别办法除去。第45页第45页假如苯环上有一个邻对位定位基，普通生成邻位和对位取代混合物，假如两种异构体容易分离，也能够用于制备。对位异构体分子间能够形成氢键,沸点较高；邻位异构体分子内能够形

10、成氢键,氢键含有饱和性和方向性,分子内形成氢键了,分子间就不能形成氢键,因此沸点较低；第46页第46页邻硝基苯酚中氢键第47页第47页 FC反应 苯环上强钝化基团能制止FC反应进行，比如，硝基苯能够用作FC反应溶剂。第48页第48页在FC酰化反应中，酰氯与氯化铝生成体积很大络合物，攻打邻位有阻碍，酰化产物以对位为主。第49页第49页FC烃基化反应往往生成不易分离混合物，制备意义不大。第50页第50页第51页第51页问题8.7 如何从苯或取代苯合成下列化合物1234第52页第52页5678转到8.7第53页第53页8.5 烷基苯反应卤化氧化还原催化加氢Birch(伯奇还原)第54页第54页8.5

11、.1 侧链卤化(自由基反应)第55页第55页侧链卤化机理:卞基自由基第56页第56页8.5.2 氧化第57页第57页顺丁烯二酸酐(马来酐)第58页第58页惯用氧化剂强弱: 温和氧化剂： CrO3 + Ac2O 强氧化剂： K2Cr2O7H2SO4, KMnO4H2O, KMnO4H2SO4H2O 更强氧化剂： V2O5O2第59页第59页8.5.3 催化加氢苯催化加氢没有中间产物,一次加3mol氢.第60页第60页8.5.3 伯奇还原反应 1,4环己二烯 1 一取代苯还原时，能够有两种产物， A为供电子取代基时，主要得（1）。 A为吸电子取代基时，主要得（2）。 （1）（2）第61页第61页第

12、62页第62页2 不与苯环共轭双键不能在该条件下发生还原，与苯环共轭C=C双键能在该条件下发生还原。并且反应首先在此处发生。第63页第63页氯甲基化反应：苯环上特殊反应：GettermanKoch反应：到8.4第64页第64页8.7 多环芳烃8.7.1 多苯代脂烃二苯甲烷 三苯甲烷 1，2-二苯乙烷链烃分子中氢被两个或多个苯基取代化合物称为多苯代脂烃1 命名: 多苯代脂烃命名时，普通把苯基作为取代基第65页第65页2 制备: 可用傅 - 克烷基化反应来制备，但是苯要大大过量。第66页第66页3 化学性质第67页第67页第68页第68页第69页第69页几种卤代烃在SN1反应中活性顺序:第70页第

13、70页8.7.2 联苯通过乌耳曼反应制备联苯:第71页第71页第72页第72页8.7.3 稠环芳烃(两个苯环共有两个碳原子) 萘第73页第73页第74页第74页萘反应:第75页第75页第76页第76页第77页第77页第78页第78页第79页第79页蒽：9，10位受两个苯环活化，活性较高。第80页第80页菲：9，10位，活性较高。第81页第81页8.9 卤代芳烃8.9.1 卤代芳烃结构和物理性质二者偶极矩不同原因:碳原子杂环状态不同,轨道S成份越多,吸电子能力越强,苯为SP2杂化,缩小了碳与Cl差距;Cl原子P电子与苯环共轭,Cl上部分电荷分散到苯环中,也使偶极矩降低;第82页第82页8.9.2

14、 卤代芳烃反应卤代芳烃中CX键含有部分双键性质，不易离解；芳基正子又不稳定，SN1反应不易进行；亲核试剂从后面攻打受到芳环阻碍，也不能起SN2反应；卞基氯：SN1和SN2反应都很容易进行。第83页第83页这些都是芳环上亲核取代反应，其机理与饱和碳原子上亲核取代反应不同。但卤代芳烃在比较猛烈条件下仍能起亲核取代反应：第84页第84页第85页第85页环状共轭多烯；成环所有原子在同一个平面上；离域电子数目为:4m+2个（m0、1、2）；内容：单环体系如要含有芳香性，必须具备下列三个条件：8.10 休克尔规则第86页第86页预习：第九章 核磁共振谱、红外光谱和质谱重点预习：核磁共振谱和红外光谱第87页第87页三聚氰胺由于食品和饲料工业蛋白质含量测试办法缺点，三聚氰胺也常被不法商人用作食品添加剂，以提升食品检测中蛋白质含量指标，因此三聚氰胺也被人称为“蛋白精”。蛋白质主要由氨基酸构成，其含氮量普通不超出30%，而