有机化学 第2版 课件 第4章 芳香烃

第四章

芳香烃第一节

单环芳烃苯的分子式为C6H6,Kekulé结构式，书写如下：

（a）键长和键角

（b）共轭大π键形成

（c）大π键4-1苯的结构苯是高度不饱和的，为什么不易加成和氧化，而易取代呢？一、苯的结构

甲苯

乙苯

异丙苯

以苯为母体，烷基作为取代基，称为“某烷基苯”，基字一般省略，例如：二、单环芳烃的命名（一）一烃基苯

2-甲基-1-苯基丁烷

苯乙烯

苯乙炔

当苯环上连有复杂侧链或不饱和烃基时，以烃链为母体，苯环为取代基，例如：二、单环芳烃的命名（一）一烃基苯

若两个取代基相同，它们的相对位置可用数字，或用“邻”、“间”、“对”词头，也可用字母o、m、p表示。若两个取代基不同，编号应从较简单的取代基所连碳原子开始，并使另一个取代基位次尽可能小。例如：二、单环芳烃的命名（二）二烃基苯

邻二甲苯

间二甲苯

对二甲苯

1-甲基-2-乙基苯（1,2-二甲苯）

（1,3-二甲苯)（1,4-二甲苯）（o-二甲苯）

（m-二甲苯）

(p-二甲苯）

连三甲苯

均三甲苯

偏三甲苯

（1,2,3-三甲苯)（1,3,5-三甲苯)（1,2,4-三甲苯）

常用数字编号来区别取代基的相对位置。若三个取代基相同，则有三种异构体，可用“偏”、“均”、“连”词头表示。例如：二、单环芳烃的命名（三）三烃基苯

系统命名原则中规定，甲苯、邻二甲苯、异丙苯、苯乙烯等少数几个芳烃也可作为母体来命名。例如：

3-异丙基甲苯2-乙基-3-异丙基甲苯二、单环芳烃的命名

芳香烃分子中去掉一个氢原子后，所剩下的一价原子团称为芳基，常用“Ar－”来表示。常见的芳基有：

苯基

苯甲基或苄基二、单环芳烃的命名

一般为无色液体，密度小于1，均不溶于水，易溶于乙醚、四氯化碳和石油醚等有机溶剂。

沸点随着相对分子量的升高而升高，每增加一个碳原子，沸点通常增加20~30℃。

熔点不仅与相对分子量有关，还取决于分子的结构，一般对称性好的化合物熔点高。

易燃烧，火焰带有黑烟。一般都有毒性，长期吸入其蒸气，会损坏造血器官及神经系统。三、单环芳烃的物理性质

【实例】德国民间食品监察组织曾对当地的20多款零食进行了测试，在巧克力、牛轧糖等产品中检测到了可致癌物芳香烃矿物油。这种芳香烃的含量在食品中是极低的。有关专家表示，现在只能说芳香烃矿物油对人体有潜在的健康威胁，尤其对小孩子而言，但这种低剂量的物质究竟会对人体健康产生多大的影响，目前还没有相关研究证实。若想取得这一课题成果，掌握芳烃最基本性质是必要的。【思考】单环芳烃可能具有哪些化学性质？四、单环芳烃的化学性质

单环芳烃化学性质图示四、单环芳烃的化学性质

氯苯溴苯（一）取代反应

1．卤代反应

四、单环芳烃的化学性质

硝基苯苯磺酸

磺化反应是可逆反应，苯磺酸遇过热水蒸气可发生水解,又能恢复成苯和硫酸。（一）取代反应

2．硝化反应

3．磺化反应

四、单环芳烃的化学性质

当所用的烷基化试剂含有三个或三个以上碳原子时，反应中常发生烷基的异构化。例如：

丙苯

异丙苯（30%）

（70%）乙苯（一）取代反应

4．傅-克（Friedel-Crafts）烷基化反应

四、单环芳烃的化学性质

环己烷

六氯环己烷（二）加成反应

四、单环芳烃的化学性质

有α-H的烷基苯可被酸性高锰酸钾或重铬酸钾等强氧化剂氧化，不论烷基长短，最后侧链均被氧化成羧基。例如：苯甲酸

邻苯二甲酸（三）苯环侧链上的反应

1．氧化反应

四、单环芳烃的化学性质

在较高温度或光照条件下，烷基苯与氯或溴反应，卤代反应发生在烷基侧链上。例如：氯化卞当烷基是比甲基较复杂的侧链时，卤素原子优先取代α-H。1-苯基-1-氯乙烷（三）苯环侧链上的反应

2．卤代反应

四、单环芳烃的化学性质

邻硝基甲苯

对硝基甲苯间二硝基苯（一）定位效应

五、苯环上取代基的定位效应及应用

定位基：具有导向作用的苯环上原有的取代基称为定位基。

定位效应：定位基对苯环取代反应取向的影响称为定位效应。

根据定位效应的不同，将定位基分为邻、对位定位基和间位定位基。苯环亲电取代反应的定位基及其对苯环活性的影响见下表：

（一）定位效应

五、苯环上取代基的定位效应及应用甲基的给电子诱导效应甲基的C-Hσ轨道与环的大π键存在部分重叠增加苯环电子云密度（特别是邻对位）（1）甲基（使苯环致活）（二）定位效应的理论解释

五、苯环上取代基的定位效应及应用1．邻、对位定位基对苯环的影响

氧与苯环大π键产生的p-π共轭效应羟基的吸电子效应前者强于后者，增加了苯环上电子云密度（特别是邻对位）（2）羟基（使苯环致活）（二）定位效应的理论解释

五、苯环上取代基的定位效应及应用1．邻、对位定位基对苯环的影响

吸电子诱导效应p-π共轭效应前者强于后者，使苯环上电子云密度降低，邻对位降低的程度比间位小。（3）卤素（使苯环致钝）（二）定位效应的理论解释

五、苯环上取代基的定位效应及应用1．邻、对位定位基对苯环的影响

吸电子诱导效应氮氧间的π键与苯环上的大π键形成π-π共轭（电子云移向硝基）两种电子效应双重作用苯环上电子云密度降低（特别是邻对位）（二）定位效应的理论解释

五、苯环上取代基的定位效应及应用2．间位定位基对苯环的影响（以硝基为例）想一想：先氧化还是先硝化？（三）定位效应的应用

五、苯环上取代基的定位效应及应用1．由甲苯合成医药原料间硝基苯甲酸想一想：先氧化还是先硝化？（三）定位效应的应用

五、苯环上取代基的定位效应及应用2．由甲苯合成医药原料邻或对硝基苯甲酸第二节

稠环芳烃

（a）碳碳键长

（b）萘的大π键

萘的分子结构（一）萘的结构和衍生物的命名

一、萘

α-甲基萘

β-萘酚

α-萘磺酸（1-甲基萘）

（2-萘酚）

（1-萘磺酸）（一）萘的结构和衍生物的命名

一、萘α-氯萘（70%）α-硝基萘（70%）（二）萘的化学性质

一、萘1．取代反应α-萘磺酸β-萘磺酸（二）萘的化学性质

一、萘1．取代反应

四氢化萘

十氢化萘

（二）萘的化学性质

一、萘2．加成反应蒽