第七章芳烃PPT讲稿.ppt

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1、第七章芳烃第七章芳烃第1页，共25页，编辑于2022年，星期二n n 芳芳芳芳烃烃烃烃芳芳芳芳香香香香族族族族碳碳碳碳氢氢氢氢化化化化合合合合物物物物。含含含含有有有有苯苯苯苯环环环环的的的的一一一一大大大大类类类类C C、HH化合物。化合物。化合物。化合物。“芳香芳香芳香芳香”二字的含义：二字的含义：二字的含义：二字的含义：过过过过去去去去：天天天天然然然然产产产产物物物物中中中中许许许许多多多多有有有有香香香香味味味味的的的的物物物物质质质质分分分分子子子子中中中中都含有苯环。都含有苯环。都含有苯环。都含有苯环。现现现现在在在在：环环环环流流流流效效效效应应应应、Hckel Hckel 4

2、n+24n+2规规规规则则则则、以以以以及及及及特特特特殊殊殊殊的化学性质。的化学性质。的化学性质。的化学性质。n n 芳芳芳芳香香香香性性性性易易易易进进进进行行行行离离离离子子子子型型型型取取取取代代代代反反反反应应应应，不不不不易易易易加加加加成成成成、氧氧氧氧化，并具有特殊的稳定性。化，并具有特殊的稳定性。化，并具有特殊的稳定性。化，并具有特殊的稳定性。n n 芳香族化合物芳香族化合物芳香族化合物芳香族化合物具有芳香性具有芳香性具有芳香性具有芳香性(3(3点点点点)的一大类有机的一大类有机的一大类有机的一大类有机化合物。化合物。化合物。化合物。第2页，共25页，编辑于2022年，星期二

3、芳烃按其结构分为三类：芳烃按其结构分为三类：第3页，共25页，编辑于2022年，星期二7.1 芳烃的构造异构和命名 7.1.1 构造异构构造异构 一元取代只有一个结构式，二、三、四元取代各有三个异构一元取代只有一个结构式，二、三、四元取代各有三个异构一元取代只有一个结构式，二、三、四元取代各有三个异构一元取代只有一个结构式，二、三、四元取代各有三个异构体。例：体。例：体。例：体。例：第4页，共25页，编辑于2022年，星期二第5页，共25页，编辑于2022年，星期二7.1.2 命名命名单环芳烃的命名是以单环芳烃的命名是以苯为母体苯为母体苯为母体苯为母体,烷基作为取代基，称为烷基作为取代基，称为

4、“某烷基某烷基某烷基某烷基苯苯苯苯”。若苯环上连有两个相同的取代基时，以若苯环上连有两个相同的取代基时，以“邻邻”“间间”“对对”表示取表示取代基的位置；代基的位置；第6页，共25页，编辑于2022年，星期二连有三个相同取代基时，以连有三个相同取代基时，以“连连”“偏偏”“均均”表示。表示。第7页，共25页，编辑于2022年，星期二若苯环连有多个不同的取代基时，需要对苯环碳原子编号。若苯环连有多个不同的取代基时，需要对苯环碳原子编号。编号时遵循：编号时遵循：使取代基位次和最小；使取代基位次和最小；使取代基位次和最小；使取代基位次和最小；位次和相同时，位次和相同时，位次和相同时，位次和相同时，小

5、的取代基取小号小的取代基取小号小的取代基取小号小的取代基取小号。1-甲基甲基-2-乙苯乙苯1-甲基甲基-4-叔丁基苯叔丁基苯第8页，共25页，编辑于2022年，星期二 若苯环上连接的烃基为复杂烃基或不饱和烃基时，若苯环上连接的烃基为复杂烃基或不饱和烃基时，一般以芳环为取代基，侧链为母体。一般以芳环为取代基，侧链为母体。C6H5 苯基苯基(Ph)2-甲基甲基-4-苯基戊烷苯基戊烷第9页，共25页，编辑于2022年，星期二7.2 苯的结构 仪器测得：仪器测得：仪器测得：仪器测得：苯分子中苯分子中苯分子中苯分子中1212个原子共平面。所有的个原子共平面。所有的个原子共平面。所有的个原子共平面。所有的

6、C C-C C键长为键长为键长为键长为0.140nm0.140nm，所有的所有的所有的所有的C-HC-H键长为键长为键长为键长为0.104nm0.104nm，键角，键角，键角，键角CCHCCH及及及及CCCCCC均为均为均为均为120120。第10页，共25页，编辑于2022年，星期二7.2.1 价键理论 杂化轨道理论的解释：杂化轨道理论的解释：苯分子中苯分子中12个原子共面，其中六个碳原子均采取个原子共面，其中六个碳原子均采取sp2杂化，杂化，每个碳原子上还剩下一个与每个碳原子上还剩下一个与平面平面的的p轨道，相互之间以轨道，相互之间以肩并肩重叠形成肩并肩重叠形成66大大键。键。第11页，共

7、25页，编辑于2022年，星期二 66是离域的大是离域的大键，其离域能为键，其离域能为152KJ/mol，体系稳定，能量低，体系稳定，能量低，不易开环不易开环(即不易发生加成、氧化反应即不易发生加成、氧化反应)。处于处于66大大键中的键中的电子高度离域，电子云完全平均化，像两电子高度离域，电子云完全平均化，像两个救生圈分布在苯分子平面的上下侧个救生圈分布在苯分子平面的上下侧(模型模型),在结构中并无单在结构中并无单双键之分，是一个闭合的共轭体系。双键之分，是一个闭合的共轭体系。第12页，共25页，编辑于2022年，星期二7.3 单环芳烃的物理性质 单单环环芳芳烃烃不不溶溶于于水水，比比重重小小

8、于于1，b.p随随分分子子而而，(自学自学)第13页，共25页，编辑于2022年，星期二7.4 单环芳烃的化学性质单环芳烃的化学性质 5.4.1 芳烃苯环上的反应芳烃苯环上的反应 (1)亲电取代反应亲电取代反应 (A)(A)卤化卤化卤化卤化 常温和没有催化剂时一般不发生反应常温和没有催化剂时一般不发生反应常温和没有催化剂时一般不发生反应常温和没有催化剂时一般不发生反应 三种反应：三种反应：三种反应：三种反应：亲电取代亲电取代亲电取代亲电取代、加成、侧链上的反应、加成、侧链上的反应、加成、侧链上的反应、加成、侧链上的反应第14页，共25页，编辑于2022年，星期二注意：第二个卤素原子进入第一个卤

9、素原子的邻、注意：第二个卤素原子进入第一个卤素原子的邻、对位。对位。卤原子主要进入卤原子主要进入甲基的邻、对位甲基的邻、对位第15页，共25页，编辑于2022年，星期二(B)(B)硝化硝化 若苯环上已有取代基：若苯环上已有取代基：注意：注意：苯环苯环活化活化活化活化后，第二个取代基进入第一个取代基的后，第二个取代基进入第一个取代基的邻、对邻、对邻、对邻、对位；位；苯环苯环钝化钝化钝化钝化后，第二个取代基进入第一个取代基的后，第二个取代基进入第一个取代基的间间间间位；位；第16页，共25页，编辑于2022年，星期二(C)(C)磺化磺化 其他磺化试剂还有其他磺化试剂还有SO3、ClSO3H(氯磺酸

10、氯磺酸)等：等：第17页，共25页，编辑于2022年，星期二 定位效应：定位效应：苯环上已有一个苯环上已有一个SO3H后，苯环钝化，且第二个基团上后，苯环钝化，且第二个基团上间间间间位；位；苯环上已有一个苯环上已有一个CH3后，苯环活化，且第二个基团上后，苯环活化，且第二个基团上邻、对邻、对邻、对邻、对位。位。第18页，共25页，编辑于2022年，星期二 注意：注意：注意：注意：磺化反应可逆！磺化反应可逆！磺化反应可逆！磺化反应可逆！有机合成中可利用此反应有机合成中可利用此反应“占位占位”：例：例：第19页，共25页，编辑于2022年，星期二(D)Friedel-Crafts(D)Friede

11、l-Crafts反应反应反应反应(i)烷基化反应烷基化反应 常用催化剂：无水常用催化剂：无水AlCl3、FeCl2、ZnCl2、BF3(Liews酸酸)或或H2SO4。例1：例2：X=Cl,Br第20页，共25页，编辑于2022年，星期二注意：付氏烷基化反应为多元取代付氏烷基化反应为多元取代 这个问题可通过控制这个问题可通过控制C6H6及及RCl的相对用量，使主要产物为一元取代。的相对用量，使主要产物为一元取代。异构化：三个碳原子以上的烷基会重排。异构化：三个碳原子以上的烷基会重排。更容易发生亲电取代更容易发生亲电取代第21页，共25页，编辑于2022年，星期二(ii)(ii)酰基化反应酰基化

12、反应酰基化反应酰基化反应 酸酐酸酐()也可做为酰基化试剂也可做为酰基化试剂。注意：注意：酰基化反应不异构化、不多元取代。酰基化反应不异构化、不多元取代。如果想得到正丙苯：如果想得到正丙苯：酰基酰基第22页，共25页，编辑于2022年，星期二a.a.付氏反应非常重要，由付氏反应可制备一系列芳香酮和苯付氏反应非常重要，由付氏反应可制备一系列芳香酮和苯付氏反应非常重要，由付氏反应可制备一系列芳香酮和苯付氏反应非常重要，由付氏反应可制备一系列芳香酮和苯的同系物。例：的同系物。例：的同系物。例：的同系物。例：b.b.苯环上有苯环上有苯环上有苯环上有NONO2 2、SOSO3 3HH、COOHCOOH等吸

13、电子基时，不能发等吸电子基时，不能发等吸电子基时，不能发等吸电子基时，不能发生付氏反应。生付氏反应。生付氏反应。生付氏反应。所以，常用硝基苯做为付氏反应的溶剂。所以，常用硝基苯做为付氏反应的溶剂。例：第23页，共25页，编辑于2022年，星期二(E)(E)氯甲基化氯甲基化氯甲基化氯甲基化 氯甲基化反应在有机合成上很重要，因为氯甲基化反应在有机合成上很重要，因为-CH2Cl(氯甲基氯甲基)很容易很容易转化为：转化为：第24页，共25页，编辑于2022年，星期二n n苯环上的亲电取代反应苯环上的亲电取代反应苯环上的亲电取代反应苯环上的亲电取代反应卤代反应卤代反应卤代反应卤代反应硝化反应硝化反应硝化反应硝化反应磺化反应磺化反应磺化反应磺化反应烷基化反应烷基化反应烷基化反应烷基化反应酰基化反应酰基化反应酰基化反应酰基化反应Friedel-Crafts Friedel-Crafts 反应反应反应反应（傅克反应）（傅克反应）（傅克反应）（傅克反应）第25页，共25页，编辑于2022年，星期二