《苯及其同系物》PPT课件.ppt

芳香烃，一般是指分子中含苯环结构的碳氢芳香烃，一般是指分子中含苯环结构的碳氢化合物化合物苯分子结构的价键观点苯分子结构的价键观点苯分子是一个平面正六边形构型，键角都是苯分子是一个平面正六边形构型，键角都是120，碳碳键长都是，碳碳键长都是异构现象异构现象烃基苯有烃基的异构烃基苯有烃基的异构二烃基苯有三中位置异构二烃基苯有三中位置异构三取代苯有三中位置异构三取代苯有三中位置异构命名命名 基的概念基的概念芳烃分子去掉一个氢原子所剩下的基团称为芳芳烃分子去掉一个氢原子所剩下的基团称为芳基（基（Aryl）用）用Ar表示表示一元取代苯的命名一元取代苯的命名当苯环上连的是烷基（当苯环上连的是烷基（R-），），-NO2，-X等基等基团时，则以苯环为母体，叫做某基苯。团时，则以苯环为母体，叫做某基苯。当苯环上连有当苯环上连有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO，-CH=CH2或或R较复杂时，则把苯环作较复杂时，则把苯环作为取代基为取代基二元取代苯的命名二元取代苯的命名取代基的位置用邻、间、对或取代基的位置用邻、间、对或1，2；1，；，；1，4表示表示多取代苯的命名多取代苯的命名取代基的位置用邻、间、对或取代基的位置用邻、间、对或2，3，4,表示表示母体选择原则（按以下排列次序，排在后面的为母体选择原则（按以下排列次序，排在后面的为母体，排在前面的作为取代基。）母体，排在前面的作为取代基。）选择母体的顺序如下：选择母体的顺序如下：-NO2、-X、-OR（烷氧基）、（烷氧基）、-R（烷基）、（烷基）、-NH2、-OH、-COR、-CHO、-CN、-CONH2（酰胺）、（酰胺）、-COX（酰（酰卤）、卤）、-COOR（酯）、（酯）、-SO3H、-COOH、-N+R3等等例如：例如：单环芳烃的性质单环芳烃的性质亲电取代反应亲电取代反应硝基苯继续硝化比苯困难硝基苯继续硝化比苯困难烷基苯比苯易硝化烷基苯比苯易硝化卤代反应卤代反应反应历程：反应历程：烷基苯的卤代烷基苯的卤代侧链较长的芳烃光照卤代主要发生在侧链较长的芳烃光照卤代主要发生在碳碳原子上。原子上。付瑞德付瑞德克拉夫茨（克拉夫茨（C.FriedeJ）反应）反应烷基化反应烷基化反应苯与烷基化剂在路易斯酸的催化下生成烷基苯苯与烷基化剂在路易斯酸的催化下生成烷基苯的反应称为付的反应称为付克烷基化反应克烷基化反应反应历程反应历程此反应中应注意以下几点：此反应中应注意以下几点：1常用的催化剂是无水常用的催化剂是无水AlCl3，此外，此外FeCl3、BF3、无水、无水HF、SnCl4、ZnCl2、H3PO4、H2SO4等都有催化作用。等都有催化作用。2当引入的烷基为三个碳以上时，引入的烷当引入的烷基为三个碳以上时，引入的烷基会发生碳链异构现象。基会发生碳链异构现象。苯环上已有苯环上已有NO2、-SO3H、-COOH、-COR等取代基时等取代基时，烷基化反应不在发生。因这些取代基都是强吸电子基，烷基化反应不在发生。因这些取代基都是强吸电子基，降低了苯环上的电子云密度，使亲电取代不易发生。例降低了苯环上的电子云密度，使亲电取代不易发生。例如，硝基苯就不能起付如，硝基苯就不能起付克反应，且可用硝基苯作溶克反应，且可用硝基苯作溶剂来进行烷基化反应。剂来进行烷基化反应。烷基化试剂也可是烯烃或醇烷基化试剂也可是烯烃或醇酰基化反应酰基化反应氧化反应氧化反应苯环一般不易氧化，在特定激烈的条件下，苯苯环一般不易氧化，在特定激烈的条件下，苯环可被氧化破环环可被氧化破环烷基苯（有烷基苯（有-H时）侧链易被氧化成羧酸时）侧链易被氧化成羧酸若两个烃基处在邻位，氧化的最后产物是酸酐若两个烃基处在邻位，氧化的最后产物是酸酐当与苯环相连的侧链碳（当与苯环相连的侧链碳（-C-C）上无氢原子）上无氢原子（-H）时，该侧链不能被氧化。）时，该侧链不能被氧化。苯环的亲电取代定位效应苯环的亲电取代定位效应三类定位基三类定位基邻、对位定位基邻、对位定位基使新引入的取代基主要进入原基团邻位和对位使新引入的取代基主要进入原基团邻位和对位（邻对位产物之和大于（邻对位产物之和大于60%），且活化苯环，使取代反应比苯易进行。，且活化苯环，使取代反应比苯易进行。间位定位基间位定位基使新引入的取代基主要进入原基团间位（间使新引入的取代基主要进入原基团间位（间位产物大于位产物大于50%），且钝化苯），且钝化苯环，使取代反应比苯难进行。环，使取代反应比苯难进行。第三类定位基（此类主要是指卤素及第三类定位基（此类主要是指卤素及-CH2Cl等）使新引入的取代基主要进入原基团邻位和等）使新引入的取代基主要进入原基团邻位和对位，但使苯环略微钝化，取代反对位，但使苯环略微钝化，取代反应比苯难进行。应比苯难进行。定位效应的解释定位效应的解释苯环上取代基的定位效应，可用电子效应解苯环上取代基的定位效应，可用电子效应解释，也可从生成的释，也可从生成的络合物的稳定络合物的稳定性来解释，还有空间效应的影响性来解释，还有空间效应的影响用电子效应解释用电子效应解释苯环是一个对称分子，由于苯环上苯环是一个对称分子，由于苯环上电子的高电子的高度离域，苯环上的电子云密度是完全平均分布度离域，苯环上的电子云密度是完全平均分布的，但苯环上有一个取代基后，由于取代基的的，但苯环上有一个取代基后，由于取代基的影响，环上的电子云分布就发生了变化，出现影响，环上的电子云分布就发生了变化，出现电子云密度较大与较小的交替现象，于是，进电子云密度较大与较小的交替现象，于是，进行亲电取代反应的难易程度就不同，进入的位行亲电取代反应的难易程度就不同，进入的位置也不同。置也不同。对间位基的解释对间位基的解释（以硝基苯为例）（以硝基苯为例）取代定位效应的应用取代定位效应的应用预测反应的主要产物预测反应的主要产物原有两个基团的定位效应一致，例如：原有两个基团的定位效应一致，例如：原有两个取代基同类，而定位效应不一致，主原有两个取代基同类，而定位效应不一致，主要由强的定位基指定新导入基进入苯环的位置。要由强的定位基指定新导入基进入苯环的位置。例如：例如：原有两个取代基不同类，且定位效应不一致时，原有两个取代基不同类，且定位效应不一致时，新导入基进入苯环的位新导入基进入苯环的位置由邻对位定位基指定。例如：置由邻对位定位基指定。例如：指导选择合成路线指导选择合成路线路线一：先硝化，后氧化路线一：先硝化，后氧化路线二：先氧化，后硝化路线二：先氧化，后硝化路线二有两个缺点，（路线二有两个缺点，（1）反应条件高，）反应条件高，（2）有付产物，所以路线一为优选路线。）有付产物，所以路线一为优选路线。多多环环芳芳烃烃氧化反应氧化反应 萘比苯易氧化萘比苯易氧化