第五章 芳香烃 02（课件）《有机化学》同步教学（化工版）

第五章 芳香烃 目录 5.1单环芳烃的命名 5.2单环芳烃的结构 5.3单环芳烃的物理性质 5.4单环芳烃的化学性质 5.5苯环上的亲电取代反应历程 5.6亲电取代反应的定位规律及应用 5.7稠环芳烃 5.8芳烃的来源 5.3 单环芳烃的物理性质 芳烃为液体或固体； 密度小于1； 有特殊气味、有毒； 不溶于水，易溶于有机溶剂。 一、单环芳烃的物理性质 名称 熔点/℃ 沸点/℃ 相对密度 苯 5.5 80.0 0.879 甲苯 -95.0 110.6 0.867 邻二甲苯 -25.2 144.4 0.880 间二甲苯 -47.9 139.1 0.864 对二甲苯 13.3 138.4 0.861 连三甲苯 -25.5 176.1 0.894 偏三甲苯 -43.9 169.2 0.876 均三甲苯 -44.7 164.6 0.865 乙苯 -95 136.1 0.867 正丙苯 -99.6 159.3 0.862 异丙苯 -96 152.4 0.862 常见单环芳烃的物理性质 5.4 单环芳烃的化学性质 1、取代反应 2、加成反应 3、氧化反应 1 取代反应 甲、卤化 乙、硝化 丙、磺化 丁、傅克反应 1) 卤化反应 a．催化剂：FeCl3 、FeBr3 、AlCl3等 b．卤素活性：F>Cl>Br>I c．芳烃活性：烷基苯>苯>卤代苯 芳烃与卤素作用生成卤代芳烃 d. 烷基苯和卤代苯的卤代物主要为邻对位异构体 2) 硝化反应 芳烃与混酸作用，芳环上H原子被硝基取代生成硝基取代芳烃 a. 硝化剂：浓HNO3 + 浓H2SO4（简称混酸） b. 底物活性：烷基苯>苯>硝基苯 3) 磺化反应 芳烃与浓H2SO4作用，芳环上H原子被磺（酸）基-SO3H取代生成芳磺酸 a. 磺化剂： 浓H2SO4 或 发烟H2SO4 b. 底物活性：烷基苯>苯>苯磺酸 0℃ 43% 53% 4% 100℃ 13% 79% 8% 4) 傅克反应 在催化剂作用下，芳烃中芳环上氢原子被烷基或酰基取代的反应 b. 常用烷基化剂：卤代烃、烯烃（醇） c. 常用酰基化剂：酰卤、酸酐（酸） d. 芳环上不能连有强吸电基(-NO2、-CN、-COR、-SO3H) a. 常用催化剂：AlCL3、FeCl3、ZnCl2、(HF、BF3、H2SO4) RCOX、( RCO)2O、RCOOH f. 烷基化时易发生多烷基化、可逆、重排反应 g. 酰基化不可逆，产物单一 2、加成反应 甲、加氢 乙、加氯 六六六有8种立体异构体 3、氧化反应 顺丁烯二酸酐（顺酐） 目前工业上常采用丁烯或丁烷催化氧化法制顺酐。顺酐是不饱和树脂工业的重要原料。 含有α-H的烷基苯进行氧化时，烷基侧链被氧化为羧基。常用氧化剂为KMnO4、浓HNO3、K2CrO4+H2SO4 甲苯或多甲基苯的氧化有重大工业意义。常用氧化剂为空气，催化剂为V2O5或Co2+、Mn2+的羧酸盐。 苯甲酸钠是常用食品、饮料防腐剂（国产可乐、雪碧以及火腿中常添加之），易代谢，一般不产生永久毒性。但也有文献怀疑其有致癌作用！ 对苯二甲酸是合成聚酯的重要工业原料 5.5 苯环上的亲电取代反应及其反应历程 苯与亲电试剂 E+作用时，首先与离域的π电子作用， 生成π- 络合物，进而从苯环的π- 体系获得两个π电子， 与苯环的一个碳原子形成σ- 络合物，σ- 络合物的能量 比苯高，不稳定，容易失去一个质子，结果又形成了六 个π电子离域的闭合共轭体系。 其反应历程可表述如下： 由亲电试剂的进攻而引起的取代反应,称为亲电取代反应。 下面列举几个实例加以说明： 1、 卤代： 2、 硝化： 硝酰正离子 3、 磺化： 所以认为SO3是磺化剂，是因为苯用浓H2SO4磺化， 反应很慢，而用发烟H2SO4(含10%的SO3)磺化，反应在 室温下即可进行。 也有人认为起作用的是 +SO3H。 实际上，在浓H2SO4中，也能产生SO3 。 4、 F－C烷基化与F－C酰基化 （1）、 F－C烷基化： 以醇、烯烃为烷基化试剂时，往往采用酸催化： （2）、 F－C酰基化： $$