第六章多环芳烃和非苯芳烃详解

第六章多环芳烃和非苯芳烃详解演示文稿有机化学1*当前1页，总共43页。优选第六章多环芳烃和非苯芳烃有机化学2*当前2页，总共43页。芳香烃苯系芳烃非苯系芳烃单环芳烃：苯及其同系物多环芳烃多苯代脂肪烃稠环芳烃联苯和联多苯分子中不含苯环，但却具有难加成、难氧化、易取代的芳香性。有机化学3*当前3页，总共43页。

6.7.1多环芳烃多环芳烃是指分子中含有多个苯环的烃。按照苯环相互连接方式，多环芳烃可分为以下三类:多苯代脂烃、联苯和联多苯、稠环芳烃，以至富勒烯也可归到多环芳烃中。本节的重点是稠环芳烃。

有机化学4*当前4页，总共43页。①联苯和联多苯

苯环间以单键直接相连。如联苯1,4-联三苯有机化学5*当前5页，总共43页。联苯的制备方法：

联苯的化学性质与苯相似，可发生亲电取代反应，且主要得到对位产物(苯基为第一类定位基，且因位阻而以对位产物为主)。

有机化学6*当前6页，总共43页。②多苯代脂肪烃

苯环间由非芳香碳原子相连。如1,2－二苯基乙烯脂肪烃为母体，将苯环看成取代基。三苯甲烷有机化学7*当前7页，总共43页。③稠环芳烃两个或多个苯环共用两个相邻碳原子。如有机化学8*当前8页，总共43页。6.7.2稠环芳烃稠环芳烃是指多个苯环共用两个或两个以上碳原子的芳烃。萘蒽菲(naphthalene)有机化学9*当前9页，总共43页。1、萘的结构和命名

6.7.2.1萘及其衍生物环闭共轭体系(大键)；C-C键长不完全等同；电子云不完全平均化；离域能～255kJ/mol（苯的离域能为150kj·mol-1）；因此萘的稳定性比苯弱一些。萘比苯容易发生加成和氧化反应,取代反应也比苯容易进行。有机化学10*当前10页，总共43页。萘的命名萘环的命名较为特殊，其编号次序相对固定。萘的衍生物的命名与苯的衍生物的命名相似，选择母体同样要用到“优先次序”。只是编号应遵守萘环的编号原则。如：其中1,4,5,8位称位，2,3,6,7位称为位，不论取代基位置如何，编号都要从一个位开始，并经过该环编到另一个环。有机化学11*当前11页，总共43页。萘的命名－硝基萘1,6－二硝基萘6－氯－2－萘胺4－甲基萘磺酸16262－硝基萘14有机化学12*当前12页，总共43页。1,5-二甲基萘α-萘酚β-萘酚8-氯-1-萘甲酸有机化学13*当前13页，总共43页。萘的命名－硝基萘2－硝基萘1,6－二硝基萘6－氯－2－萘胺4－甲基萘磺酸让我们来熟悉一下有机化学14*当前14页，总共43页。5,8－二羟基－2－萘甲酸1－甲基－8－羟基－2－萘甲酸有机化学15*当前15页，总共43页。反应条件较温和，取代主要发生在电子云密度较高的α位。

可用共振论解释如下：

（1）亲电取代反应2、萘的性质两个共振结构式保持了苯环的结构只有一个共振结构式保持了苯环的结构有机化学16*当前16页，总共43页。有机化学17*当前17页，总共43页。磺化反应的热力学控制和动力学控制：由图可见：因萘的α-位电子云较高，反应所需的活化能ΔEα较低，在较低的反应温度下即可完成，反应是受动力学控制的。但因磺酸基的体积较大，它与8–位上的氢原子之间的距离＜H与SO3H的半径之和，故α-萘磺酸的稳定性较差。有机化学18*当前18页，总共43页。β-位反应所需的活化能ΔEβ较高，但因SO3H基与H之间的排斥作用小，β-萘磺酸的热稳定性比α-萘磺酸好，故在较高的温度下，反应是受热力学控制的。

有机化学19*当前19页，总共43页。β-萘磺酸是制备某些β-化合物的桥梁。萘酚的羟基易被氨基置换而生成萘胺.有机化学20*当前20页，总共43页。萘环的定位规则：

α－位：有第一类定位基。

β－位：有第一类定位基。

有机化学21*当前21页，总共43页。有机化学22*当前22页，总共43页。

α或β－位：有第二类定位基。有机化学23*当前23页，总共43页。（2）加氢反应有机化学24*当前24页，总共43页。(3)

氧化反应①空气氧化②CrO3氧化顺丁烯二酸酐萘醌有机化学25*当前25页，总共43页。6.7.2.2蒽和菲1.蒽的命名及化学性质分子式C14H10，命名与萘相似，蒽环也有固定的编号次序。－甲基蒽9－甲基蒽－乙基蒽2－乙基蒽有机化学26*当前26页，总共43页。蒽的化学性质①取代反应在路易斯酸的催化下，可发生取代反应，卤代、硝化多是以9位取代为主的混合物。但磺化同萘类似多发生在位或位，较低温度下为位反应，较高温度下多为位磺化。有机化学27*当前27页，总共43页。蒽的化学性质②加氢

氢化时多在9、10位，这样氢化后形成两个苯环，稳定性高。若在其它位置，则产物中留下一个萘环，相比之下，萘环不如苯环稳定，所以氢化亦多在9、10位加成。③氧化蒽比苯易氧化，发生在位，生成9,10－蒽醌，是重要的化工原料，其衍生物是许多醌式染料的中间体。9,10－二氢蒽9,10－蒽醌有机化学28*当前28页，总共43页。蒽和菲2.菲菲也是由三个苯环稠合成的稠环芳烃，其结构与蒽稍有区别，与蒽互为同分异构体。性质与蒽相似，加成、取代、氧化多发生在9、10位，菲环编号相对固定。熔点101℃，沸点340℃，难溶于水，易溶于苯和乙醚，无重要用途。有机化学29*当前29页，总共43页。6.7.3其它的稠环芳烃1.苯并脂环烃及稠苯并脂环烃此类化合物多有其专用名称。2.高级稠环芳烃有机化学30*当前30页，总共43页。3.致癌芳烃能致癌的芳烃多是蒽、菲、芘的衍生物。如：此三种高级稠环芳烃及其衍生物均是强烈的致癌物种，主要存在于煤焦油、沥青及高蛋白物质烧焦时产生。如烧焦的肉类及一些油炸食品等，这样的食品尽量要少吃。有机化学31*当前31页，总共43页。6.7.3非苯芳烃及修克尔规则苯的特征是具有芳香性（难加成、难氧化、易取代的性质）。在1931年修克尔（Hückel）通过分子轨道理论计算发现，并非只有苯系列化合物才具有芳香性，并且提出了芳烃（包括非苯芳烃）应符合的条件。有机化学32*当前32页，总共43页。一个单环化合物，存在闭合电子离域体系，并且电子数符合4n+2规则，这样的化合物就具有芳香性。（n=0、1、2‥‥‥）(一)修克尔规则有机化学33*当前33页，总共43页。

具有芳香性化合物的特点是：

(1)必须是环状的共轭体系；(2)具有平面结构——共平面或接近共平面(平面扭转＜0.01nm)；(3)环上的每个原子均采用SP2杂化(在某些情况下也可是SP杂化)；(4)环上的π电子能发生电子离域，且符合4n+2的Hückel规则。有机化学34*当前34页，总共43页。苯和环辛四烯条件符合①单环②闭合电子离域体系③符合4n+2，n=1。故苯有芳香性。符合条件①和②，但电子数为8，不符合4n+2规则，所以环辛四烯是没有芳香性的。只要符合修克尔规则，不论有多少个碳，都是有芳香性的。有机化学35*当前35页，总共43页。（二）非苯芳烃芳香性的判断1、轮烯

(通常将n≧10的环多烯烃叫做轮烯.)由于环内两个氢原子的空间位阻,使环上碳原子不能在一个平面内,故无芳香性.有机化学36*当前36页，总共43页。有机化学37*当前37页，总共43页。有机化学38*当前38页，总共43页。2、带电荷离子：有机化学39*当前39页，总共43页。3、并联环系：

有机化学40*当前40页，总共43页。

练习:P1587应用Hückel规则判断下列化合物和离子是否具有芳