大学课件有机化学-第4章.ppt

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1、第四章 芳香烃,芳香烃是指芳香族化合物中的烃类，简称芳烃。 根据芳烃分子中是否含有苯环，将芳烃分： 苯系芳烃和非苯芳烃； 按分子中苯环的多少将芳烃分为：单环芳烃、多环芳烃、 稠环芳烃等。,一、单环芳烃,1.苯的结构,苯的凯库勒结构式,1825年苯首次得到分离，分子式为6H6,苯不与溴水加成，也不被KMnO4氧化，却可在催化剂 作用下发生取代反应，且一元取代物只有一种。,1865年德国化学家凯库勒创造性地提出苯的环状结构式,很多问题无法解释,苯分子结构的近代概念,六个碳原子共平面，键角为 120 ，键长均相等。,SP2杂化，6个C-C 键，6个C-H键,键长都相等，介于单双键之间,2. 单环芳烃

2、的命名,E-2-苯基-2-戊烯,芳基：Ar-,苯基： C6H5- , Ph,苄基：,3. 单环芳烃的物理性质,单环芳烃一般为无色液体，比水轻，不溶于水，溶于一般有机溶剂。,芳烃的熔点及沸点变化符合一般规律，在各异构体 中，对称性大者，熔点较高。,对、邻、间二甲苯中，对位熔点最高,4. 单环芳烃的化学性质,芳香性：容易发生取代反应，不易发生加成和氧化反应。,芳环侧链的化学性质取决于侧链的类型,（1）.取代反应,硝代反应,卤代反应,5560oC,磺化反应,强酸溶于水,烷基化和酰基化反应,烷基化试剂：,RX , ROH , RCH=CH2,酰基化试剂：,RCOX , (RCO)2O,催化剂：,分子重

3、排,当苯环上有强的吸电子基时，烷基化反应不容易进行。 例如硝基苯、苯磺酸不能发生烷基化反应。,无异构化现象,（2）. 氧化反应,侧链氧化,鉴别苯及苯的同系物如：苯、甲苯,破环氧化,（3）.加成反应,5。 芳烃亲电取代反应历程,（1）. 亲电试剂的形成,（2）.亲电试剂与芳烃反应，得到中间体配合物,（3）.产物,6. 芳烃亲电取代的定位规律,(1).取代基定位规律,快,慢,G决定：,E的位置（G 的邻、对或间位） 芳环氢的活性（即速度）,G-定位基,邻位、对位定位基,致活基团：,特点：直接和苯环相连的原子以单键和其它原子相连,致钝基团：,-Cl , -Br,间位定位基,致钝基团,特点：直接和苯环

4、相连的原子再和其它原子相连 时含有双键或三键,(2). 定位规律的理论解释,A. 致活作用的邻对位定位基 取代基的定位效应，主要应从取代基所产生的电子效应 讨论，有时空间效应也起一定作用。,B. 致钝作用的间位定位基,这一类取代基都是吸电子基，具有-I效应，可使 苯环电子密度减小，此外这些取代基还与苯环存在 共轭效应，也使苯环 电子密度降低，总的电 子效应是使苯环的亲电取代反应钝化。,C. 具有致钝作用的邻对定位基 卤素属于这一类。,(3). 定位规律的应用,A.合成上：,例如以苯为原料来合成邻硝基苯甲酸。,B.二取代苯的定位规律,两个取代基指向一致,两个取代基指向不一致,a.强烈活化基团的定

5、位能力胜过钝化基团或 弱的活化基团。,两个基团互相处于间位时，其间的位置由于 空间的阻碍，很少发生取代,二、稠环芳香烃,稠环芳香烃概述,萘的、位也叫做位,、位叫做位,4-甲基-2-萘磺酸,1，4-二甲基萘,1，5-二甲基萘, 萘的化学性质,萘中电子云分布不均匀，位电子云密度较大， 芳香性比苯差。,1.取代反应,2.氧化反应,邻苯二甲酸酐,3. 加成反应,1，2，3，4-四氢萘,十氢萘,三、非苯芳烃,非苯芳烃：不含苯环但具有类似苯的结构和性质的 芳香族化合物。,休克尔规则：,凡是电子数具有（为， ，等正整数）个的单环封闭共轭体系的化合物，都具有芳香性。,不具有芳香性（不是共轭体系）,封闭共轭体系，电子数4，没芳香性,封闭共轭体系，电子数2，有芳香性,判定下列化合物是否具有芳香性：,无,有,有,无,有,无,有,无,有,