四川农业大学王晗光有机化学芳香烃.pptx

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1、第一节 单环芳烃一、芳烃的分类1、单环芳烃2、多环芳烃 1）多苯代脂肪烃 2）联苯烃 3）稠环芳烃3、非苯芳烃第1页/共64页二、芳烃的命名 1、单环芳烃命名 单一取代苯、某苯多取代苯，二某苯或多某苯O(Ortho)m(Meta)P(Para)第2页/共64页连三甲苯偏三甲苯均三甲苯第3页/共64页对于侧链比较长的或含不饱和侧链的苯，支链为母体，苯为取代基。2甲基3苯基戊烷 苯乙炔3-苯基-1-丁烯2-苯基丙烯第4页/共64页甲苯(toluene)、乙苯、异丙苯(cumene)都可以作为母体4-氯甲苯2，4，6-三硝基甲苯（TNT）对叔丁基甲苯 4tert-butyltoluene or pt

2、ert-butyltoluene 第5页/共64页单环芳烃衍生物的命名当苯环上连有-NO2，-NO，-X，-R时，以苯为母体。当苯环上连有-NH2，-OH，-CO-，-CHO，-CN，-CONH2，-COX，-COOR，-SO 3H ，-COOH等时，则以苯为取代基。硝基苯苯酚苯胺第6页/共64页系统命名中的取代基（或官 能 团）顺序表类 别类 别官 能 团或取代基官 能 团或取代基羧 酸磺 酸羧 酸 酯酰 卤 酰 胺腈醛酮醇酚COOHSO3HCOORCOXCONH2CNCHOCOROH OH硫 醇胺烯 烃炔 烃苯烷烃醚（烃氧基卤 化 物硝基化合物SHNH2CCCCC6H6ROR*X*（F、C

3、l、Br、I）NO2*引用这几个基团时，只能把它们作为前缀，看作是烃链的取代基。第7页/共64页当 环上有多种取代基时，排在前面的取代基与苯环一起为母体，其他作为取代基,依次编号。对氯苯酚4-硝基苯甲酸苯甲酰氯对氨基苯磺酸邻硝基苯甲醛间甲氧基苯甲醛第8页/共64页2、多环芳烃苯环与苯环之间以单键相连，称为联苯，或中间为烃基的联苯。二苯甲烷 联二苯 5-硝基-2-氯苯甲酸 5-甲基-2-羟基苯甲醛第9页/共64页 二苯乙烯3、稠环芳烃萘蒽菲1、4、5、8为2、3、6、7为第10页/共64页-硝基萘-萘磺酸4-硝基-1-萘磺酸5-甲基-2-萘酚第11页/共64页四 单环芳烃1）苯的结构苄基Ph，A

4、r第12页/共64页2）化学性质A亲电取代反应历程：-络合物-络合物B-第13页/共64页第14页/共64页亲电取代反应卤代反应第15页/共64页第16页/共64页亲电取代反应硝化反应 甲苯 苯 硝基苯浓浓50-60(发烟）浓100浓浓30第17页/共64页80SO3是缺电子的亲电试剂亲电取代反应磺化反应为了使磺化反应能顺利地向右进行，一般采用如下两种办法：a.加热，将反应温度控制在100以上，使生成的水沸腾离开反应体系，达到降低产物浓度；b.使用发烟硫酸，使生成的水与发烟硫酸中的三氧化硫结合形成硫酸，从而降低产物浓度。第18页/共64页烷基化酰基化烷基化：（卤代烷烃、烯烃、醇作为烷基化试剂）

5、+H+亲电取代反应傅氏反应1)卤代烷为烷基化试剂 无水 Lewis酸既是烷基化反应的催化剂，也是脱烷基化反应的催化剂。第19页/共64页+3个碳以上-R都会发生重排。注意C+的异构体，例+2)烯烃、醇为烷基化试剂+70%30%无水第20页/共64页酰基化：酰卤或酸酐是常用的酰基化试剂无水主产物第21页/共64页无水无水 苯环上连有-NO2，-SO3H等吸电子基团时不发生傅克反应。第22页/共64页合成某些直链烷基(Nc3)苯必须先酰基化，再还原。第23页/共64页B、加成反应加热、加压50 0C第24页/共64页C、氧化反应 1）烷基侧链苯H被KMnO4、K2Cr2O7、HNO3稀等氧化剂氧化

6、，不管侧链有多长，产物都是苯甲酸。第25页/共64页顺丁烯二酸酐不反应对比：2）催化氧化KMnO4第26页/共64页或光照或光照或光照或光照D、烷基侧链苯的卤代第27页/共64页3）定位规律及其解释A、分类及特点第一类定位基（邻、对定位基）特点：与苯环相连的第一个原子一般是饱和的，并且具有未共用电子对；使第二个取代基进入苯环时，主要进入原取代基的邻、对位（与苯环比较），除外，一般使亲电取代反应苯环活化。（强 弱）NR2 NHR，NH2 ，OH，OR，NHCOR，OCOR，CH3（R），X(Cl、Br）第28页/共64页第29页/共64页第二类定位基（间位定位基）特点：与苯环相连的第一个原子大多

7、数是不饱和的或带正电荷，使后进入取代基进入苯环时主要进入原取代基的间位，与苯环比较，使苯环钝化，一般使亲电取代反应难以进行。N+(CH3)3,NO2 ,（强 弱）第30页/共64页第31页/共64页 取代基上述分类只不过是大致的、定性的区分，便于确定反应中什么是主要产物，事实上，多数化合物是三种异构体都同时生成，而仅在数量上各有较大的区别。3058%4%38%第32页/共64页 活性影响：反映不同取代苯的亲电取代反应速率的差别。定位是对同一苯环的不同位置而言。邻、对定位基是邻、对定位亲电取代反应速率比间位速率快，间位定位基间位亲电取代反应速率比邻、对定位速率快。第33页/共64页B 定位效应规

8、律a 苯环上已有一个取代基，就以它来定位。b苯环上已有两个取代基，分三种情况。两个定位基同类，第三个基团进入它们的定位方向一致的位置，若无，则以定位基效应强的为准。两个定位基不同类，以第一类定位基为准。(三）如果原有的取代基在苯环上互为间位，由于它们的空间位阻的作用，使得第三个基团一般不进入它们的中间位置。第34页/共64页第35页/共64页C 解释（电子效应）（1 1）邻对位定位基定位规律的解释 一般而言，邻对位定位基是供电子基团（卤素除外），它的存在使苯环上的电子密度增高，且邻对位增高最多，因而总体上发生亲电取代反应比苯容易，同时，取代的部位主要在邻位或对位。第36页/共64页 由 于 甲

9、 基 的 供 电 子 诱 导 效 应，电 子 向 苯 环 转 移，使得苯环上的电子密度增高，而甲基的邻位和对位相对增高得多一些，因而甲基使苯环活化，并且取代反应主要在它的邻位或对位进行。例如：第37页/共64页电子密度疏密交替出现，邻、对定位基现微量的负电荷。+-+第38页/共64页 1 1、ClCl的电负性大于C C，表现出强的吸电子的诱导效应，使苯环上的电子密度普遍降低。2 2、ClCl原子与苯环形成了P-P-共轭体系，ClCl原子上的孤对电子向苯环转移，有供电子的共轭效应，使苯环上ClCl原子的邻位和对位的电子密度有所增加。由于吸电子的诱导效应大于供电子的共轭效应，其净结果是环上的电子密

10、度降低，但它的邻位和对位相对比间位降低得少一些。所以，ClCl原子使苯环钝化但它属于邻对位定位基。例如：0.960.880.97第39页/共64页 （2 2）间位定位基定位规律的解释 硝基的诱导效应和共轭效应均使环上的电子密度降低，且邻对位比间位相对降低得更多一些，因而硝基是钝化苯环的，并且取代反应主要在间位进行。例如：0.790.950.61第40页/共64页间位定位基+-+第41页/共64页定位效应规律的应用第42页/共64页第43页/共64页第44页/共64页第45页/共64页五稠环芳烃第46页/共64页 1亲电取代反应 萘环上的电子分布不象苯环上的电子那样分布均匀，其位的电子密度最高，

11、其次是位，因而环上的亲电取代反应的活性比苯高，且取代反应优先在的位上进行。稠环芳烃的性质1、4、5、8为2、3、6、7为第47页/共64页第48页/共64页第49页/共64页第50页/共64页2 加氢乙醇3 氧化O2V2O54600第51页/共64页 蒽也可以发生氧化还原反应，其反应活性比苯高。第52页/共64页第三节 非苯芳烃一、休克尔规则 从结构上来说，具有芳香性的物质必须有一个环闭的共轭体系，共轭体系中的原子在一个平面上，在这个平面的上下两侧有环状离域的电子云，而且组成该电子云的P电子数必须合乎4n+2 规则，（n为0，1，2，3整数）。结构；4n+2=6，n=1结构；4n+2=10，n=2第53页/共64页4n+2=6，n=14n+2=2，n=0无共轭体系无共轭体系二 非苯芳烃共轭体系，但4n+2=4，n=1/2第54页/共64页P931(3)、（4）、（5）、（6）2（4）、（6）357(1)(3)(5)89第55页/共64页1(1)邻硝基甲苯(3)3-甲基-4-氯苯甲酸(5)4-甲基-3-苯基-1-戊烯(6)6-氯-2-萘酚P933第56页/共64页（5）第57页/共64页（6）第58页/共64页5（1）第59页/共64页第60页/共64页7(1)(3)第61页/共64页（5)9第62页/共64页10ABCD第63页/共64页感谢您的观看。第64页/共64页