有机化学芳香烃课件

4.2芳香烃4.2芳香烃14.2.1芳香烃的分类

4.2.1芳香烃的分类24.2.2单环芳烃的命名和结构一、命名（一）单环芳烃1、一元取代物甲苯乙苯异丙苯2、二元取代物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4.2.2单环芳烃的命名和结构一、命名（一）单环芳烃133、三元取代物1,2，3-三甲苯1,2,4-三甲苯1,3,5-三甲苯连三甲苯偏三甲苯均三甲苯4、甲苯、二甲苯、异丙苯、苯乙烯等可作为母体间乙基甲苯对叔丁基甲苯1,4-二乙烯基苯3、三元取代物1,2，3-三甲苯1,2,4-三甲苯45、当苯环上的取代基较复杂或连不饱和烃基时，苯环为取代基。2-甲基-4-苯基己烷2-苯基-2-丁烯苯乙炔（二）单环芳烃衍生物1、如果取代基是-NO2、-NO、-X等，苯环作为母体。溴苯硝基苯亚硝基苯5、当苯环上的取代基较复杂或连不饱和烃基时，苯环2-甲基-452、如果取代基是-COOH、-SO3H、-CHO、-OH、-NH2等，苯环作为取代基。3、如果苯环连有多个取代基时，选择苯环和其中一个取代基为母体。取代基的选择次序：-COOH＞-SO3H＞

-CN＞-CHO

＞

-OH＞-NH2＞-R＞-X＞-NO2。苯胺苯酚苯甲醛苯磺酸苯甲酸对氯苯酚对硝基苯甲酸间氨基苯磺酸邻硝基对氯苯酚2、如果取代基是-COOH、-SO3H、-CHO、-OH、-6命名练习:3－丙基甲苯（间丙基甲苯）2－甲基－4－苯基己烷对硝基甲苯4－羟基－2,6－二溴苯甲酸命名练习:3－丙基甲苯（间丙基甲苯）2－甲基－4－苯基己烷对72-硝基－4－氯苯酚3－甲基－5－氨基苯磺酸3－硝基－4－羟基苯磺酸2－硝基－4－氯苯胺2-硝基－4－氯苯酚3－甲基－5－氨基苯磺酸3－硝基－48＊苯(C6H6)的结构

苯的凯库勒式：

＊苯(C6H6)的结构苯的凯库勒式：9

几个实验事实：

（1）所有原子在同一平面上，呈正六边形。

（2）键角：120O。（3）碳碳键长：0.1396nm。∴碳的杂化方式：sp2

几个实验事实：（1）所有原子在同一平面上，呈正六边形。10

环状大π键

电子离域共轭体系环状大π键电子离域共轭体系11有机化学芳香烃课件12苯的结构表示为：

苯的结构表示为：134.3单环芳烃的性质一、物理性质1、无色有芳香气味的液体，易挥发，其蒸气有毒。2、不溶于水，易溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂。3、液态芳烃是一种优良的有机溶剂。4.3单环芳烃的性质1、无色有芳香气味的液体，易挥发，其蒸141、取代反应（1）卤代

慢二、化学性质1、取代反应（1）卤代慢二、化学性质15催化剂的作用：卤素的活性：反应条件：光反应类型：亲电取代催化剂的作用：卤素的活性：反应条件：光反应类型：亲电16

（2）硝化

硝化剂：混酸

混酸中硫酸的作用：

历程：（2）硝化硝化剂：混酸混酸中硫酸的作用：历程：17

反应类型：亲电取代反应类型：亲电取代18

（3）磺化

（4）傅－克反应

＊烷基化：

（3）磺化（4）傅－克反应＊烷基化：19

重排碳正离子的重排:重排碳正离子的重排:20＊酰基化：

＊酰基化：21芳香烃亲电取代反应的机理：

－H＋

芳香烃亲电取代反应的机理：－H＋22反应的能量变化曲线:反应的能量变化曲线:232、氧化反应燃烧：点燃侧链的氧化：2、氧化反应燃烧：点燃侧链的氧化：24催化氧化：NO!催化氧化：NO!253、加成反应高温、高压芳香性：易取代、难加成、难氧化3、加成反应高温、高压芳香性：易取代、难加成、难氧化264.4苯环上取代基的定位规律（浓）（浓）（浓）（浓）50～55℃95～100℃30℃（发烟）（浓）4.4苯环上取代基的定位规律（浓）（浓）（浓）（浓）50～271、第一类定位基：邻、对位为主X=–O-、–N(CH3)2、–NH2、–OH、–OCH3、–NHCOCH3、–CH3、–X等。第一个取代基对于要进入苯环的第二个取代基具有定位作用，这就是苯环上取代基的定位规律。定位规律:1、第一类定位基：邻、对位为主X=第一个取代基对于要282、第二类定位基：间位为主Y=–N+(CH3)3、–NO2、–CN、–SO3H、–CHO、–COCH3、–COOH、–COOCH3、–CONH2等。2、第二类定位基：间位为主Y=29示例：40%60%trace示例：40%60%30定位规律的理论解释：（1）甲苯

δ－

δ－

δ－甲基的斥电子诱导效应

苯环电子云密度增大邻、对位σ-π超共扼效应定位规律的理论解释：（1）甲苯δ－δ－31

（2）苯酚δ－

δ－

δ－

＊小结：（1）邻、对位定位基均使苯环电子云密度增大（卤素除外），所以它们可以活化苯环，比苯更易取代——活化基团。

（2）定位效应：

（2）苯酚δ－δ－δ－＊小结：（2）定位效应：32（3）硝基苯

小结：（1）间位定位基使苯环电子云密度降低，所以比苯更难取代——钝化基团。

（2）定位效应：

δ+

δ+

δ+

δ-

δ-

δ-（3）硝基苯小结：（1）间位定位基使苯环电子云密度降低，所33二元取代苯的定位规则

二个取代基的定位效应一致时：二元取代苯的定位规则34两个取代基的定位效应不一致时，有二种情况：

①二个取代基同类时由较強基决定。两个取代基的定位效应不一致时，有二种情况：35②二个取代基不同类时，由第一类基决定。②二个取代基不同类时，由第一类基决定。36*定位规律的应用*定位规律的应用37练习1：练习2：练习1：练习2：38练习1：练习2：?×练习1：练习2：?×394.5稠环芳烃

萘

蒽

菲4.5稠环芳烃萘蒽菲40α–萘胺1,5–二硝基萘9–溴菲α–萘胺1,5–二硝基萘41萘的性质

+1、取代反应

95％5％萘的性质+1、取代反应95％42

思考：同环取代异环取代思考：同环取代异环取代43

400~500℃，空气

2、氧化反应3、加成反应加温，加压400~500℃，空气2、氧化反应3、加成反应加温，444.6非苯芳烃及休克尔规则

(4n+2)–+4.6非苯芳烃及休克尔规则–+45‥‥46＊芳香性离子‥

＊芳香性离子‥47关于芳香性的含义小结：1、环的平面结构，形成环状大π键。2、π电子总数符合4n+2规则。关于芳香性的含义小结：48作业：4.34.74.13：bdf作业：49富勒烯C60球体表面π电子离域，形成球状大π键。返回富勒烯C60球体表面π电子离域，形成球状大π键。返回504.2芳香烃4.2芳香烃514.2.1芳香烃的分类

4.2.1芳香烃的分类524.2.2单环芳烃的命名和结构一、命名（一）单环芳烃1、一元取代物甲苯乙苯异丙苯2、二元取代物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4.2.2单环芳烃的命名和结构一、命名（一）单环芳烃1533、三元取代物1,2，3-三甲苯1,2,4-三甲苯1,3,5-三甲苯连三甲苯偏三甲苯均三甲苯4、甲苯、二甲苯、异丙苯、苯乙烯等可作为母体间乙基甲苯对叔丁基甲苯1,4-二乙烯基苯3、三元取代物1,2，3-三甲苯1,2,4-三甲苯545、当苯环上的取代基较复杂或连不饱和烃基时，苯环为取代基。2-甲基-4-苯基己烷2-苯基-2-丁烯苯乙炔（二）单环芳烃衍生物1、如果取代基是-NO2、-NO、-X等，苯环作为母体。溴苯硝基苯亚硝基苯5、当苯环上的取代基较复杂或连不饱和烃基时，苯环2-甲基-4552、如果取代基是-COOH、-SO3H、-CHO、-OH、-NH2等，苯环作为取代基。3、如果苯环连有多个取代基时，选择苯环和其中一个取代基为母体。取代基的选择次序：-COOH＞-SO3H＞

-CN＞-CHO

＞

-OH＞-NH2＞-R＞-X＞-NO2。苯胺苯酚苯甲醛苯磺酸苯甲酸对氯苯酚对硝基苯甲酸间氨基苯磺酸邻硝基对氯苯酚2、如果取代基是-COOH、-SO3H、-CHO、-OH、-56命名练习:3－丙基甲苯（间丙基甲苯）2－甲基－4－苯基己烷对硝基甲苯4－羟基－2,6－二溴苯甲酸命名练习:3－丙基甲苯（间丙基甲苯）2－甲基－4－苯基己烷对572-硝基－4－氯苯酚3－甲基－5－氨基苯磺酸3－硝基－4－羟基苯磺酸2－硝基－4－氯苯胺2-硝基－4－氯苯酚3－甲基－5－氨基苯磺酸3－硝基－458＊苯(C6H6)的结构

苯的凯库勒式：

＊苯(C6H6)的结构苯的凯库勒式：59

几个实验事实：

（1）所有原子在同一平面上，呈正六边形。

（2）键角：120O。（3）碳碳键长：0.1396nm。∴碳的杂化方式：sp2

几个实验事实：（1）所有原子在同一平面上，呈正六边形。60

环状大π键

电子离域共轭体系环状大π键电子离域共轭体系61有机化学芳香烃课件62苯的结构表示为：

苯的结构表示为：634.3单环芳烃的性质一、物理性质1、无色有芳香气味的液体，易挥发，其蒸气有毒。2、不溶于水，易溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂。3、液态芳烃是一种优良的有机溶剂。4.3单环芳烃的性质1、无色有芳香气味的液体，易挥发，其蒸641、取代反应（1）卤代

慢二、化学性质1、取代反应（1）卤代慢二、化学性质65催化剂的作用：卤素的活性：反应条件：光反应类型：亲电取代催化剂的作用：卤素的活性：反应条件：光反应类型：亲电66

（2）硝化

硝化剂：混酸

混酸中硫酸的作用：

历程：（2）硝化硝化剂：混酸混酸中硫酸的作用：历程：67

反应类型：亲电取代反应类型：亲电取代68

（3）磺化

（4）傅－克反应

＊烷基化：

（3）磺化（4）傅－克反应＊烷基化：69

重排碳正离子的重排:重排碳正离子的重排:70＊酰基化：

＊酰基化：71芳香烃亲电取代反应的机理：

－H＋

芳香烃亲电取代反应的机理：－H＋72反应的能量变化曲线:反应的能量变化曲线:732、氧化反应燃烧：点燃侧链的氧化：2、氧化反应燃烧：点燃侧链的氧化：74催化氧化：NO!催化氧化：NO!753、加成反应高温、高压芳香性：易取代、难加成、难氧化3、加成反应高温、高压芳香性：易取代、难加成、难氧化764.4苯环上取代基的定位规律（浓）（浓）（浓）（浓）50～55℃95～100℃30℃（发烟）（浓）4.4苯环上取代基的定位规律（浓）（浓）（浓）（浓）50～771、第一类定位基：邻、对位为主X=–O-、–N(CH3)2、–NH2、–OH、–OCH3、–NHCOCH3、–CH3、–X等。第一个取代基对于要进入苯环的第二个取代基具有定位作用，这就是苯环上取代基的定位规律。定位规律:1、第一类定位基：邻、对位为主X=第一个取代基对于要782、第二类定位基：间位为主Y=–N+(CH3)3、–NO2、–CN、–SO3H、–CHO、–COCH3、–COOH、–COOCH3、–CONH2等。2、第二类定位基：间位为主Y=79示例：40%60%trace示例：40%60%80定位规律的理论解释：（1）甲苯

δ－

δ－

δ－甲基的斥电子诱导效应

苯环电子云密度增大邻、对位σ-π超共扼效应定位规律的理论解释：（1）甲苯δ－δ－81

（2）苯酚δ－

δ－

δ－

＊小结：（1）邻、对位定位基均使苯环电子云密度增大（卤素除外），所以它们可以活化苯环，比苯更易取代——活化基团。

（2）定位效应：

（2）苯酚δ－δ－δ－＊小结：（2）定位效应：82（3）硝基苯

小结：（1）间位定位基使苯环电子云密度降低，所以比苯更难取代——钝化基团。

（2）定位效应：

δ+

δ+

δ+

δ-

δ-

δ-（3）硝基苯小结：（1）间位定位基使苯环电子云密度降低，所83二元取代苯的定位规则

二个取代基的定位效应一致时：二元取代苯的定位规则84两个取代基的定位效应不一致时，有二种情况：

①二个取代基同类时由较強基决定。两个取代基的定位效应不一