内容正文:
第七章 芳香烃
芳烃的分类与命名;
苯的结构;
单环芳烃的物理性质;
单环芳烃的化学性质;
苯环上亲电取代反应的定位规律;
常见稠环芳烃的结构与性质;
芳烃的来源与制备。
主要内容:
掌握芳烃的命名;
理解苯分子中的共轭大π键的形成及其对性质的影响;
掌握苯及其同系物的化学性质;
理解苯环亲电取代反应机理;
掌握苯环亲电取代反应的定位规律及其应用;
了解常见稠环芳烃的结构特征及性质。
学习目标:
芳香族碳氢化合物简称芳香烃或芳烃,一般是指分子中含有苯环结构的烃。根据所含苯环数目的多少,芳烃可分:
1.单环芳烃
第一节 芳烃的分类与命名
一、芳烃的分类
丙苯
异丙苯(枯烯)
联苯
对联三苯
2.多环芳烃
3.稠环芳烃
萘 蒽
甲苯
乙苯
正丙苯
异丙苯
1.一元取代苯的命名
烷基为取代基,苯为母体。
二、芳烃的命名
2. 苯的二元取代苯的命名
相同二元取代苯以“邻,间或对”字,或用1,2-; 1,3-; 1,4-表示.或用英文“O-”“m-”“P-”表示取代基来命名.
邻二甲苯
1,2-二甲苯
O-二甲苯
间二甲苯
1,3-二甲苯
m-二甲苯
对二甲苯
1,4-二甲苯
p-二甲苯
3.不同二元取代苯的命名
以苯环为母体,选择在次序规则中原子或基团的优先次序排列时,不优先的烷基所在碳编号为1位命名。如:
1-甲基-3-异丙苯 或 间甲异丙苯
4.多元取代苯的命名
和不同二元取代苯的命名方法一样。
1–乙基–2–丙基–5–丁基苯
5.三个相同烷基取代苯的命名
用数字代表取代基的位置或用“连,偏,均”字表示它们的位置。
1,2,3-三甲苯
(连三甲苯)
1,2,4-三甲苯
(偏三甲苯)
1,3,5-三甲苯
(均三甲苯)
6.复杂取代苯化合物的命名
对结构复杂或支链上有官能团的化合物,也可把支链作为母体,苯环当作取代基命名。
2-甲基-3-苯基戊烷
苯乙烯
(乙烯基苯)
苯乙炔
2-苯基-2-丁烯
知识拓展:常见的芳基
芳基--芳烃分子的芳环上去一个H,用 “Ar”表示.
苯基--苯分子上去一个H,用“Ph”表示.
甲苯基--甲苯分子中苯环上去一个H
苄基--甲苯的甲基上去一个H
苄氯(氯化苄)
苄醇(苯甲醇)
1.凯库勒结构式
苯的凯库勒式结构
第二节 苯分子的结构
2.苯结构的实验事实:
现代物理方法(射线法、光谱法、偶极距)证实苯具有 平面正六边形构型。
13
6 个p 轨道垂直于环平面 彼此平行侧面交盖形成 闭合的大π键
苯分子的原子共平面
苯的闭合的π键电子云
3. 苯分子中的π键
键长平均化,C,H原子处于一个平面上。
苯及其同系物一般是无色液体,不溶于水,可溶于乙醇、乙醚等有机溶剂中,比重都比水轻,一般在0.86~0.9之间,燃烧时发生带浓烟的火焰。
在单环芳烃中以苯、甲苯和二甲苯为最常见,它们除了是重要的有机原料外,也是常用的溶剂。苯一般含有噻吩(一种含硫原子的杂环化合物),可以用浓硫酸洗涤而将噻吩除去。二甲苯有邻、间、对三种异构体,它们的沸点很接近,相差1~5℃,很难用普通蒸馏方法将它们逐一分开,所以工业上的二甲苯往往是这三种异构体的混合物。
第三节 单环芳烃的物理性质
在苯的同系列中,每增加一个CH2,沸点平均升高25-30℃,含同数碳原子的各种异构体,其沸点相差不大,而结构对称的异构体却具有较高的熔点。例如,邻-、间-、对二甲苯的沸点分别为144℃、139℃、138℃。用高效分馏塔只能把邻二甲苯分出,由于结构对称的对二甲苯的熔点要比间二甲苯高61℃,因此可以用冷冻的方法,使对二甲苯结晶出来,再用过滤的方法使它与间二甲苯分离。
苯及其同系物的蒸气有毒,苯的蒸气可以通过呼吸道对人体产生损害,高浓度的苯蒸气主要作用于中枢神经,引起急性中毒。低浓度的苯蒸气,若长期接触,能损害造血器官而引起贫血。
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