新专业有机化学第7章芳香烃资料.pptVIP

第七章 芳香烃 ;教学要求;§7-1 芳烃的分类、同分异构及命名; 芳香烃具有其特征性质——芳香性（易取代，难加成，难氧化）。;Date;2、苯的同分异构及命名 苯为最简单的芳烃，苯的同系物可以看作苯环上的H原子被其它烃基所取代的产物。苯的同系物的通式：CnH2n-6 ，n≥6。根据苯环 上取代基的多少，可以分为一烃基苯、二烃基苯、三烃基苯等 。; 甲(基)苯 乙(基)苯 乙烯苯(苯乙烯) ; 如果苯环上的烃基很复杂或有不饱和键时，可以把烃基作为母体，苯环作为取代基。;;D、多取代苯的命名; -NO2、 -X、 -OR（烷氧基）、 -R、 -NH2、 -OH、 -COR、 -CHO、 -CN、-CONH2（酰胺）、 -COX（酰卤）、 -COOR（酯）、 -SO3H、 -COOH、 -N+R3等;注意: A、α-碳原子：侧链上直接与苯环相连的碳原子叫做α-碳原子。 B、芳基：芳烃分子去掉一个H原子所剩下的原子团Aryl-，用Ar表示。 C、甲基苯：甲苯分子中去掉一个H原子后的基团CH3C6H4-，用Tolyl-。 D、苄基：甲苯分子的甲基去掉一个H原子后的基团C6H5CH2-，用Benzyl-。;§7-2 苯的结构; 在1865年，德国化学家凯库勒提出了苯的环状学说，其主要依据如下：; 苯的凯库勒结构式，是凯库勒对有机化学结构理论的贡献，但该结构仍存在以下3点不足： （1）凯库勒结构式中有3个双键，为什么苯不起类似于烯烃的加成反应？; 在一般情况下，碳碳双键为0.134nm ， 碳碳单键为0.154nm。即单键、双键的键长不相等。但根据现代物理方法测定结果表明：; 上述特征是共轭体系的特征。 所以，凯库勒结构式并未真正反映出苯的真实结构，它存在缺陷。随着有机化学理论和技术的发展，对苯的结构提出了许多新的观点，如共振结构式、分子轨道理论、杂化理论等。下面介绍杂化理论对苯结构的解释。; 按照杂化理论，苯环上的碳原子为SP2杂化，3个SP2杂化轨道中，2个SP2杂化轨道用于C-Cσ键的形成，1个SP2杂化轨道形成C-Hσ键。在苯环中共有12个σ键。因此。苯环上6个H、6个C原子处于同一平面。; 每一个碳原子有一个未参与杂化的P轨道，这6个P轨道相互平行，相邻P轨道重叠且垂直于苯分子平面.结果???形成一个闭合的环状共轭体系，即闭合大π键体系。大π键的6个电子离域到苯环的6个碳原子上，π电子的分布平均化，从而使得苯环中碳碳键相等，苯环中无单、双键之分。 ; (1) 键长完全平均化，六个 C-C 键0.140nm，比正常C-C单键(0.154nm)短，比正常C=C双键(0.134nm)长，但也不是单键和双键的平均值(0.144nm)。; 由于苯环的特殊结构，使得苯在一般情况下，不起加成反应，不易被氧化，易发生取代反应，苯的这种具有不饱和烃的组成，而具有饱和烃的性质的特性叫做苯的芳香性。 由于苯的结构特殊，目前未找到一个适合的结构式。因此，习惯上仍用凯库勒结构式表示苯的结构。; 单芳烃的化学性质主要发生在取代反应、难以发生加成、氧化反应。; 1、卤代反应：芳环上的H原子被X原子所取代的反应叫卤代反应。当有催化剂Fe或卤化铁时，苯与X2作用生成卤苯。; C、如果苯环上有供电子基，卤化反应速度增加，反之，减慢。 D、如果有侧链，在加热或光照下，将发生侧链卤代。例如;侧链较长的芳烃光照卤代主要发生在α碳原子上。 ;2、硝化反应：芳环上的H原子被-NO2所取代的反应叫硝化反应。硝化试剂：浓HNO3 + H2SO4混酸。浓硫酸作用：脱水剂、催化剂。; 烷基苯比苯易硝化当苯环上有供电子基团，硝化反应速度增加，反之，速度降低。例如;3、磺化反应：芳环上的H原子被—SO3H所取代的反应叫磺化反应。磺化试剂：浓硫酸、发烟硫酸、氯磺酸（ClSO3H）。;烷基苯比苯易磺化 ; 磺化反应是可逆反应，这与卤代、硝化反应不同，生成的苯磺酸在稀硫酸作用下，加热、加压，可以水解为苯。 此反应常用于有机合成上控制环上某一位置不被其它基团取代，或用于化合物的分离和提纯。例略，参见P157。 ; 1877年法国化学家付瑞德和美国化学家克拉夫茨发现了制备烷基苯和芳酮的反应，简称为付-克反应。前者叫付-克烷基化反应，后者叫付-克酰基化反应。;注意： A、催化剂：;卤代烃的活性：a. RCl RBr