第六章--芳香烃.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 芳 香 烃,芳香烃是芳香族碳氢化合物的简称，又称,芳烃,。,【学习目的与要求】,1.熟练掌握芳烃的命名；,2.理解苯的结构及大键的形成。,3.熟练掌握苯及其同系物的化学性质；,4.掌握苯环上的亲电取代反应的定位规律及其应用。,5.了解萘的结构及其化学性质。,第六章 芳香烃,第一节 芳烃的结构、分类和命名,第二节 多官能团化合物的命名,第四节 单环芳烃的化学性质,第五节 苯环上亲电取代反应的定位规律,第六节 稠环芳烃,第三节 单环芳烃的物理性质,第六章 芳香烃,第七节 芳烃的工业来源,一、苯的结构,1865年德国化学家凯库勒提出苯是由6个C原子以单、双键交替结合构成的环状链，为平面结构。,第一节 芳烃的结构、分类和命名,1苯的凯库勒结构式,苯分子是一个平面正六边形构型，键角都是120。苯分子中的六个碳原子均为sp2杂化。6个碳原子还各有一个未参与杂化的p轨道，与环平面垂直，自身相互平行，从侧面重叠交盖形成一个封闭的共轭体系，形成的键叫,共轭大,键,。,2苯结构的现代观点,苯的骨架 苯的环状共轭体系,1、单环芳烃,2、多环芳烃,3、稠环芳烃,联苯,苯,萘,二、芳烃的分类,三、芳烃的同分异构和命名,异丙苯,1苯的一元取代物,苯乙烯,2-苯基戊烷,命名时以苯环为母体，烷基作取代基，称为“某烷基苯”。例如：,若侧链为不饱和烃基，则苯环作为取代基，不饱和烃为母体命名。如：,当苯环上连有构造复杂的烷基时，则将苯环作取代基，支链作母体。如：,2苯的二元取代物,1,2-二甲苯 1,3-二甲苯 1,4-二甲苯,（邻二甲苯）（间二甲苯）（对二甲苯）,对二乙烯苯,若侧链连接不饱和烃基，仍以苯环为母体。例如：,苯的二元取代物，命名时用阿拉伯数字标明烷基的位置，或用,邻（o-）、间（m-）、对（p-）,表示。例如：,3苯的三元取代物,1,2,3-三甲苯 1,2,4-三甲苯 1,3,5-三甲苯,（连三甲苯）（偏三甲苯）（均三甲苯）,对于三个相同的烷基，可用“,连,”、“,偏,”、“,均,”标明烷基的相对位置。,苯基 苯甲基（苄基）,4芳基,芳烃分子中去掉一个氢原子，剩下的原子团称为芳基，常用Ar表示。苯基用Ph表示。例如：,第二节 多官能团化合物的命名,类别,官能团,类别,官能团,类别,官能团,羧酸,COOH,醛,CHO,胺,NH,2,磺酸,SO,3,H,酮,炔烃,羧酸酯,COOR,烯烃,酰卤,COX,醇,OH,醚,OR,酰胺,CONH,2,酚,OH,卤化物,X,腈,CN,硫醇,SH,硝基化合物,NO,2,多官能团化合物命名时选择优先官能团为母体，其余的为取代基，基本原则与烷烃类似。,第三节 单环芳烃的物理性质,苯及其同系物为无色液体，有特殊气味，比水轻，不溶于水，易溶于乙醚、汽油、四氯化碳等有机溶剂。单环芳烃有毒，损害造血器官，其中苯的毒性较大，长期接触易引起肺炎和癌症，使用时应注意防护。苯、甲苯、二甲苯是很好的溶剂，又是三大合成材料塑料、橡胶和纤维的原料。,第四节 单环芳烃的化学性质,一、取代反应,1.卤代反应,反应中，浓硫酸起催化剂和脱水剂的作用。,2硝化反应,烷基苯比苯容易硝化，主要生成邻位和对位取代物。例如：,烷基苯比苯易磺化,3.磺化反应,利用磺化反应的,可逆,性，在有机合成利用磺酸基起,占位,作用。,4傅-克（Friedel-Crafts）反应,（1）烷基化反应,常用的催化剂还有FeCl,3,、BF,3,、H,2,SO,4,等，其中,无水AlCl,3,的活性最高,。,当烷基化试剂含有三个或三个以上直链碳原子时，发生,重排,。例如：,烷基化反应不易停留在一元取代阶段，常有多烷基苯生成。例如：,酰基化反应无多元取代产物；不会发生异构化。,（2）酰基化反应,常用的酰基化试剂是酰卤(RCOX)、羧酸(RCOOH)和酸酐(RCO),2,O。催化剂常用氯化铝。,1苯环的氧化,二、氧化反应,苯环一般较稳定，不能被高锰酸钾氧化，但在高温和五氧化二钒等催化剂作用下，被空气氧化成顺丁烯二酸酐：,二、氧化反应,2侧链氧化,带有侧链的苯在强氧化剂如高锰酸钾、重铬酸钾、硝酸的氧化下，侧链被氧化成羧酸，且无论侧链长短，氧化产物均为苯甲酸。例如：,三、加成反应,在镍的催化作用下苯加氢生成环己烷。这是工业生产环己烷的方法。,苯在紫外光照射下与氯加成生成六氯化苯。,2加氯,1加氢,俗称六六六,第五节 苯环上亲电取代反应的定位规律,取代的苯环再发生亲电取代反应时，新取代基进入苯环的位置是由原有取代基所决定，我们把苯环上原有的取代基称为,定位基,。定位基的作用是影响取代反应的难易，另外决定新基团进入苯环的位置，定位基的这两个作用称为,定位效应,。,1第一类定位基邻、对位定位基,使新进入的取代基主要进入它的,邻位,和,对位,（邻和对位异构体之和大于60%），同时使苯环,活化,（卤素除外）。,一、一元取代苯的定位规律,A：,O、N(CH,3,),2,、NHCH,3,、NH,2,、OH、OCH,3,、NHCOCH,3,、OCOCH,3,、R、Cl、Br、I、C,6,H,5,等。,B,2第二类定位基间位定位基,使新进入的取代基主要进入它的,间位,（间位异构体大于40%），同时使苯环,钝化,。,B：,N,+,(CH,3,),3,、NO,2,、CN、,SO,3,H、CHO、COCH,3,、,COOH、COOCH,3,、CONH,2,、,CCl,3,。,二、二元取代苯的定位规律,1两定位基定位效应一致,若苯环上原有的两个定位基的定位效应一致时，则第三个基团进入两定位基一致指向的位置。,2两定位基定位效应不一致,两个定位基属于,同一类,，第三个基团进入苯环的位置由定位效应,强,的定位基决定。,两个定位基属于,不同类,时，第三个基团进入苯环的位置主要由,邻对位,定位基决定。,三、定位规律的应用,【例6-1】,由甲苯合成具有广泛用途的医药原料间硝基苯甲酸。,必须先氧化后硝化,【例6-2】,由苯合成有机合成原料间硝基氯苯。,其合成方法有如下两条路线：,显然第一条合成路线是正确的。,第六节 稠环芳烃,一、萘,平面结构，所有的碳原子都是sp2杂化的，是大键体系。,1、4、5、8四个碳原子位置相同，又称,位；2、3、6、7四个位置也是等同的，但与位不同，又称,位。,1.萘的结构,1-溴萘（,-溴萘）2-溴萘（,-溴萘）,2萘的性质,(1)取代反应,萘的取代反应较易发生在,位。,卤化,硝化,磺化,-萘磺酸,萘比苯容易氧化。反应条件不同，氧化产物也不同。,(2)氧化反应,1,4-萘醌,(3)加成反应,1,4-二氢萘,四氢化萘 十氢化萘,萘环上,有邻对位,定位基时，发生,同环,取代。若原定位基在1位，则第二个基团优先进入4位；若原定位基在2位，则第二个基团优先进入1位。例如:,3萘的取代定位规则,萘环上有,间位,定位基时，,取代主要发生在,异环,的,位。,1,8-二硝基萘 1,5-二硝基萘,二、其它稠环芳烃,蒽 菲,第七节 芳烃的工业来源,一、煤的干馏,二、石油的芳构化,