第五章 芳香烃-（课件）- 《有机化学》同步教学（华中科技大学版）

第五章 芳香烃 十 · 目录 第一节苯及其同系物 第二节稠环芳烃 第三节芳香性和非苯型芳烃 学习目标 苯的结构、单环芳烃的命名、化学性质；苯 环上取代基的定位效应及其应用。 单环芳烃的物理性质；多环芳香烃和典型非 苯芳烃。 萘、蒽、菲的结构。 熟悉 了解 掌握 第一节苯及其同系物 苯的结构 二 、苯的同系物的命名 三 、物理性质 四、 化学性质 五 、苯环亲电取代反应的定位规律 一 、苯的结构 1.苯的凯库勒式 1825年英国化学家M.Faraday从照明气中分离得到苯，1834年德 国化学家E.Mitscherlich将苯甲酸和氧化钙一起加热得到了同样的化合 物，1845年，德国化学家Hofmann.A.W, 从煤焦油中分离出苯及苯 的同系物。凯库勒于1865年提出苯的凯库勒式： 简写式 苯的6个碳原子均为sp²杂化，相邻碳原子之间以sp²杂化轨道“头 碰头”重叠，形成6个均等的碳碳σ键，每个碳原子上未杂化的p轨道垂 直于环所在平面，相互平行，相邻碳原子上的p轨道可以互相重叠，形 成一个环状闭合的π-π共轭体系，称为大π键，如下图所示。 2. 苯的结构及稳定性 H-C: C—C H H C—C C—H H H 二 、苯的同系物的命名 1. 一元取代物 单环芳香烃的命名一般以苯环为母体，烷烃作为取代基， 称为“某烷基苯” ,其中的“基”字常常省略。例如： 2. 二元取代物 可用数字表示，也可以“邻”或o-(ortho-)、 “间”或 m-(meta-)、 “对”或p-(para-)等词头表示，例如： CH? 间二甲苯 (1,3-二甲苯' m-dimethylbenzene 邻二甲苯 (1,2-二甲苯) o-dimethylbenzene 对二甲苯 (1,4-二甲苯) p-dimethylbenzene 异丙苯 isopropylbenzene 甲苯 methylbenzene 乙苯 ethylbenzene CH₃ 3. 三元取代物 常用数字编号来区别，取代基相同时，常用“连” “偏” “均”等词头来表示，例如： 若苯环上所连的几个烷基不同，取代基的编号要尽可能小，并按次序规则 列出，小基团优先，若其中一个是甲基，则也可用甲苯作为母体，如： 1-甲基-2-乙基-4-异丙基苯(2-ethyl-4-isopropyl-1-methylbenzene ) 2-乙基-4-异丙基甲苯(2-ethyl-4-isopropyl toluene) 偏三甲苯 (1,3,4-三甲苯) 1,3,4-trimethylbenene 连三甲苯 (1,2,3-三甲苯) 1,2,3-trimethylbenene 均三甲苯 (1,3,5-三甲苯) 1,3,5-trimethylbenene 若苯环与一NH₂ 、 一OH、 一SO₃H 直接相连，可以把苯胺、苯酚、苯磺酸作为母体， 如 ： 邻硝基苯酚 芳香烃中少一个氢原子形成的基团称为芳香基或芳基 (aryl-), 简写为 (Ar-)。 苯去掉一个氢形成的基团称为苯基，简写为Ph。 甲苯分子中苯环上去掉一个氢，得到 甲苯基，甲苯的甲基上去掉一个氢形成的基团称为苄基。 若苯环上结合较复杂的烷基、含官能团的碳链、不饱和烃基(如烯基或炔基)时， 以苯环作为取代基(称苯基),如： 2-甲基-4-苯基戊烷 2-methyl-4-phenyl pentane 2-甲基-4-苯基戊酸 2-methyl-4-phenyl valeric acid o -nitropheno 三、物理性质 苯及其同系物一般为液体，具有特殊的气味，易燃，不溶于水，易溶于石油醚、乙醚等有机 溶剂。苯及其同系物的蒸气有毒，苯蒸气能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，长期接触低浓度的苯蒸气会损害造血器官，引起白细胞数减少和头 晕乏力等症状。 苯及其同系物相对密度都小于1，但比链烃、环烷烃、环烯烃的高。部分苯及同系物的物理常数见下表。 名称 英文名 熔点/℃ 沸点/℃ 相对密度/(d ) 苯 benzene 5.5 80.1 0.8765 甲 苯 methylbenzene -95 110.6 0.8669 乙 苯 ethylbenzene -94.5 136.2 0.8670 邻二甲苯 o‐dimethylbenzene -25.2 144.4 0.8802 间二甲苯 m‐dimethylbenzene -47.9 139.1 0.8642 对二甲苯 p‐dimethylbenzene 13.3 138.3 0.8611 丙 苯 propyl ben