《chem單環(huán)芳烴》PPT課件

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1、第六章單環(huán)芳烴有機化合物可分為脂肪族化合物(aliphaticcompounds)和芳香族化合物(aromaticcompounds)。芳香族化合物是指苯及化學(xué)性質(zhì)類似于苯的化合物。苯的結(jié)構(gòu)苯是芳香族化合物的母體,分子式為C6H6,r+db=4無色液體,不溶于水,溶于烴類、醚類等有機溶劑。芳香性:苯環(huán)容易發(fā)生取代反應(yīng),不易發(fā)生加成反應(yīng),對氧化劑穩(wěn)定,對熱穩(wěn)定的特性。1苯的Kekulé式1865年凱庫勒從苯的分子式C6H6出發(fā),根據(jù)苯的一元取代物只有一種說明六個氫原子是等同的事實，提出了苯的環(huán)狀構(gòu)造式。苯的穩(wěn)定性，氫化熱2苯容易發(fā)生取代反應(yīng)，而不易加成，說明苯環(huán)具有特殊的穩(wěn)定性。苯穩(wěn)定性

2、可從氫化熱上定量計算。H22H23H2H=_120kJ/molH=_232kJ/molH=_208kJ/molH苯實=208kJ/molH苯理=3x120=360kJ/mol從氫化熱數(shù)據(jù)上，可以看出苯比環(huán)己三烯穩(wěn)定，其能量差為152kJ/mol。苯加氫形成環(huán)己二烯時，不但不放熱還要吸收24kJ/mol。因此加成會破壞苯環(huán)的穩(wěn)定，不易進行。3苯的穩(wěn)定性是因為苯是由兩個完全等價的共振式雜化而成。兩個共振式穩(wěn)定性相同，對雜化體的參與程度也相等，所以共振引起的穩(wěn)定作用很大。苯的結(jié)構(gòu)的近代觀點每個C都是sp2雜化,形成平面正六邊形結(jié)構(gòu)。(碳碳鍵長都是0.139nm,C–C–C鍵角都是120°)4

3、每個C上未參與雜化的p軌道垂直于苯環(huán)平面,彼此相互平行,從側(cè)面互相重疊,形成一個包括6個電子離域的、封閉(即首尾相連)的共軛π鍵.苯的分子模型5苯衍生物的命名芳香烴(arene)中少一個氫原子而形成的基團稱為芳基(aryl)簡寫為Ar—。苯去掉一個氫原子而形成的原子團稱為苯基，簡寫為Ph—。芐基（Bz—）鄰甲苯基（2-甲基苯基)一元取代苯的命名6當(dāng)苯環(huán)上連的是簡單烷基（R-），-NO2，-X等基團時，則以苯環(huán)為母體，叫做”某某苯”。當(dāng)苯環(huán)上連有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO，-CH=CH2或較復(fù)雜-R等基團時，基團為母體,則把苯環(huán)作為取代基,叫做”苯某某”。73CC

4、2HH苯乙烯苯乙炔SOH苯磺酸二元取代苯的命名取代基的位置用鄰、間、對或用編號表示。鄰二甲苯1，2-二甲苯間二甲苯1，3-二甲苯對二甲苯1，4-二甲苯8對保留俗名的芳烴，如甲苯，枯烯（異丙苯）可作為母體命名其衍生物。3-叔丁基甲苯間叔丁基甲苯3-溴甲苯3-硝基甲苯練習(xí)(E)-2-對甲苯基-2-丁烯9化學(xué)性質(zhì)（親電取代反應(yīng)）苯環(huán)有?電子云，可以作為電子源，同親電試劑反應(yīng)。苯環(huán)中的大?鍵使苯環(huán)具有特殊的穩(wěn)定性，反應(yīng)中總是保持苯環(huán)的結(jié)構(gòu)。因此苯容易發(fā)生親電取代反應(yīng)(electrophicsubstitutionreaction)。鹵代反應(yīng)F和I的引入常采用其它方法。10反應(yīng)歷程慢反應(yīng)11硝化

5、反應(yīng)苯與濃硫酸和濃硝酸的混合物（混酸）反應(yīng)，生成硝基苯歷程12磺化反應(yīng)歷程13付瑞德—克拉夫茨反應(yīng)(Friedel–crafts反應(yīng))磺化反應(yīng)同硝化、鹵代反應(yīng)不同，是可逆的。其水解反應(yīng)的歷程同磺化相反。付氏烷基化苯與烷基化試劑在路易斯酸的催化下生成烷基苯。反應(yīng)歷程14常用的催化劑是無水AlCl3，此外FeCl3、BF3、無水HF等也可作催化劑，催化活性不如AlCl3。當(dāng)引入的烷基為三個碳以上時，引入的烷基會發(fā)生碳鏈異構(gòu)現(xiàn)象。15原因付氏烷基化反應(yīng)中，碳正離子中間體的重排是普遍現(xiàn)象。16付氏烷基化反應(yīng)是可逆反應(yīng)付氏烷基化反應(yīng)易多取代為了避免多取代采用過量的苯17付氏烷基化反應(yīng)的特點易重排

6、反應(yīng)可逆易多取代苯環(huán)上已有–NO2、-SO3H、-COOH、-COR等取代基時反應(yīng)不再發(fā)生。其它產(chǎn)生碳正離子的物質(zhì)也可作烷基化試劑。18多鹵代烷同苯可制備多苯基烷烴。19付氏酰基化反應(yīng)練習(xí)芳烴在無水AlCl3催化下可同酰鹵或酸酐反應(yīng)，生成芳酮。20反應(yīng)特點：只取代一個、不異構(gòu)、不可逆反應(yīng)歷程21故酰鹵作?；噭r，AlCl3的用量應(yīng)略超過酰鹵的物質(zhì)的量。若用酸酐作酰化試劑，AlCl3的用量應(yīng)略超過酸酐的物質(zhì)的量的兩倍。苯環(huán)上有強吸電子基，難發(fā)生?；磻?yīng)。由于?；磻?yīng)無重排，如把芳酮進一步還原，可得到直鏈烷基苯。22苯的其它反應(yīng)苯環(huán)氧化（了解）苯環(huán)不易氧化，在特定激烈的條件下，苯環(huán)可

7、被氧化破環(huán)。加成反應(yīng)（了解）23苯側(cè)鏈反應(yīng)側(cè)鏈氧化叔丁基苯無?-H烴基苯無論鏈多長都氧化成苯甲酸例24側(cè)鏈鹵代25自由基穩(wěn)定性順序練習(xí)：碳正離子的穩(wěn)定性順序與上相同26苯環(huán)上親電取代反應(yīng)的定位規(guī)律27取代基的分類第一類定位基：(鄰、對位定位基)使新引入的取代基主要進入原基團鄰位和對位且多數(shù)使苯環(huán)活化，使取代反應(yīng)比苯易進行。-NH2，-NHR，-NR2，-OH；-NHCOCH3，-OR-C6H5，-R；-X第二類定位基:(間位定位基)使新引入的取