7.6稠环芳烃(课件）-《有机化学》同步教学（高教版）

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： 两个或两个以上的苯环共用两个邻位碳原子的化合物称为稠环芳烃。它们通常存在于煤焦油中，其相对密度大于1，许多稠环芳烃为致癌物。萘、蒽、菲是合成染料、药物等的重要原料。 第六节 稠环芳烃 一、萘 1.萘分子的结构 　　萘是白色晶体，熔点80.5℃，沸点218℃，有特殊的气味，易升华。它不溶于水，而溶于热的乙醇及乙醚，常用作防蛀剂。 萘分子中碳原子和氢原子都在同一平面内，碳-碳键的长度不全相等，各碳原子的位置也不完全等同，其中1,4,5,8四个位置等同，叫α-位；2,3,6,7四个位置也是等同，叫β-位。结构如下： 萘的轨道示意图 2.萘的性质 　　萘是无色片状晶体，熔点80℃，沸点218℃，易升华。萘具有芳香性，可以发生取代反应。由于萘的分子中各个碳原子电子云布不均匀，性质与苯有一定差异，它比苯易发生取代、氧化和加成等反应。 （1）亲电取代 萘的亲电取代反应比苯容易进行。实验证实,萘的α位比β位活泼,取代反应一般发生在α位。 a.卤代 萘的氯化反应可以用苯作溶剂，产物为α-氯萘： α-氯萘 是无色液体，沸点259℃，常用作高沸点熔剂和增塑剂。 萘的溴化不加催化剂即可进行，产物是α-溴萘： α-溴萘为无色液体，沸点281℃。 b.硝化 萘用混酸硝化，主要产物是α-硝基萘，只生成少量β-硝基萘。 萘的硝化反应速度比苯的硝化要快几百倍. -硝基萘是黄色针状晶体,熔点61℃,不溶于水而溶于 有机溶剂. 常用于制备 -萘胺(合成偶氮染料的中间体): c.磺化萘与浓硫酸在温度较低（低于80℃）时磺化主要生成α－萘磺酸；在高温（165℃）时主要生成β－萘磺酸。磺化反应是可逆反应，在较高温度时，α－萘磺酸能迅速转变成β－萘磺酸。 萘的α-位比β-位活泼，生成α-萘磺酸的速度较快，但α-萘磺酸中磺酸基与8-位上的氢非常接近，其稳定性低于β-萘磺酸，因此，α-萘磺酸更容易水解。磺化反应是可逆的，在较低温度下逆反应不显著，产物由速度控制，故以α-萘磺酸为主；温度升高，产物由平衡位置控制，故以较稳定的β-萘磺酸为主。 （2）加成反应 萘比苯易被加成，用新生态的氢就可以把萘还原为四氢化萘，进一步加氢可得到十氢化萘。四氢化萘(萘满)沸点270.2℃;十氢化萘(萘烷),沸点191.7℃.所以它们都是良好的高沸点溶剂. （3）氧化反应 萘比苯易氧化，不同的氧化条件，产物不同。如：在催化条件下氧化，一个环开环生成邻苯二甲酸酐： 这是邻苯二甲酸酐的一个工业制法，也是萘的主要用途。再如： CrO3，CH3COOH 10~15℃ 1,4-萘醌 3.萘的亲电取代反应定位规律 萘衍生物进行取代反应的定位作用要比苯衍生物复 杂。原则上:第二取代基的位置要由原有取代基的性质和 位置以及反应条件来决定。但由于位的活性高,在一般条件下,第二取代基容易进入位。 此外,环上的原有取代基还决定发生“同环取代”还是“异环取代”。 主要产物 (1）当第一个取代基是邻对位定位基时 由于它能使和它连接的环活化,因此第二个取代基就进入该环,即发生“同环取代”.若原来取代基是在位,则第二取代基主要进入同环的另一位.  (主要产物) 10 ： 1(次要产物) 若原来取代基是在位,则第二取代基主要进入同它相邻的位。 (2) 当第一个取代基是间位定位基时 它使所连接的环钝化,第二个取代基便进入另一环上,发生“异环取代”。不论原有取代基是在位还是在位,第二取代基一般进入另一环上的位. 蒽存在于煤焦油中, 分子式为C14H10。蒽是无色的片状晶体，由弱蓝色的荧光。不溶于水，难溶于乙醇和乙醚，易溶于热苯。荣典217℃，沸点354℃。它可以从煤焦油中提取，主要用于合成蒽醌。蒽环的编号如下： 二、蒽和菲  菲的分子式也为C14H10，也是三个苯环稠合的稠环芳烃，但非直线形。菲与蒽是异构体。菲环的编号如下： 蒽是有光泽的无色片状晶体，熔点101℃，沸点340℃，不溶于水，易溶于苯，溶液有蓝色荧光，菲也可从煤油中提取。 蒽和菲互为同分异构体，化学性质也相似。可以发生亲电取代、加成和氧化，9，10位活性最高。 1.亲电