第六章多环芳烃和非苯芳烃

第六章多环芳烃和非苯芳烃有机化学1第1页，课件共45页，创作于2023年2月目录(P143)6.7稠环芳烃和非苯芳烃6.7.1萘的结构、命名和性质6.7.2蒽和菲6.7.3其它的稠环芳烃6.8非苯芳烃及修克尔规则小结第2页，课件共45页，创作于2023年2月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。第3页，课件共45页，创作于2023年2月

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。

第4页，课件共45页，创作于2023年2月①联苯和联多苯

苯环间以单键直接相连。如联苯1,4-联三苯第5页，课件共45页，创作于2023年2月

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)。

第6页，课件共45页，创作于2023年2月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。三苯甲烷第7页，课件共45页，创作于2023年2月③稠环芳烃两个或多个苯环共用两个相邻碳原子。如第8页，课件共45页，创作于2023年2月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)第9页，课件共45页，创作于2023年2月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。第10页，课件共45页，创作于2023年2月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。第11页，课件共45页，创作于2023年2月萘的命名－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第12页，课件共45页，创作于2023年2月1,5-二甲基萘α-萘酚β-萘酚8-氯-1-萘甲酸第13页，课件共45页，创作于2023年2月萘的命名－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第14页，课件共45页，创作于2023年2月5,8－二羟基－2－萘甲酸1－甲基－8－羟基－2－萘甲酸第15页，课件共45页，创作于2023年2月反应条件较温和，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第16页，课件共45页，创作于2023年2月第17页，课件共45页，创作于2023年2月

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。第18页，课件共45页，创作于2023年2月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。

第19页，课件共45页，创作于2023年2月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.第20页，课件共45页，创作于2023年2月萘环的定位规则：

α－位：有第一类定位基。

β－位：有第一类定位基。

第21页，课件共45页，创作于2023年2月第22页，课件共45页，创作于2023年2月

α或β－位：有第二类定位基。第23页，课件共45页，创作于2023年2月（2）加氢反应第24页，课件共45页，创作于2023年2月(3)

氧化反应①空气氧化②CrO3氧化顺丁烯二酸酐萘醌第25页，课件共45页，创作于2023年2月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－乙基蒽第26页，课件共45页，创作于2023年2月蒽的化学性质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。第27页，课件共45页，创作于2023年2月蒽的化学性质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－蒽醌第28页，课件共45页，创作于2023年2月蒽和菲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。第29页，课件共45页，创作于2023年2月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.高级稠环芳烃第30页，课件共45页，创作于2023年2月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。第31页，课件共45页，创作于2023年2月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。第32页，课件共45页，创作于2023年2月一个单环化合物，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)修克尔规则第33页，课件共45页，创作于2023年2月

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。第34页，课件共45页，创作于2023年2月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。第35页，课件共45页，创作于2023年2月

（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.第36页，课件共45页，创作于2023年2月第37页，课件共45页，创作于2023年2月第38页，课件共45页，创作于2023年2月2、带电荷离子：第39页，课件共45页，创作于2023年2月3、并联环系：

第40页，课件共45页，创作于2023年2月

练习:P1587

应用Hückel规则判断下列化合物和离子是否具有芳香性？√√第41页，课件共45页，创作于2023年2月常见的非苯芳香体系以上这些结构不具有苯的六员环结构，但却有与苯相似的芳香性。第42页，课件共45页，创作于2023年2月小结