第六章 芳 香 烃（课件）-《有机化学》同步教学（武汉大学出版社）

第六章 芳 香 烃 芳烃，也叫芳香烃，一般是指分子 中含苯环结构的碳氢化合物。 芳香烃具有其特征性质—芳香性 （易取代，难加成，难氧化）。 本章要求 1.了解单环芳烃的分类，理解苯环的结构，掌握单环芳 烃及其衍生物的命名； 2.掌握单环芳烃的化学性质，了解单环芳烃的应用； 3.理解并掌握单环芳烃的取代反应的定位规律及其应用； 4.了解稠环芳烃及其应用。 第一节 芳烃的分类 一、分类 1、单环芳烃 2、多环芳烃 3、稠环芳烃 如： 如： 如： 联苯 苯 萘 二、单环芳烃的结构 1、苯的凯库勒式 1865年凯库勒从苯的分子式C6H6出发,根据苯的一元取代物只有一种说明六个氢原子是等同的事实，提出了苯的环状构造式。 现代物理方法表明，苯分子是一个平面正六边形构型，键角都是120°，碳碳键长都是0.1397nm。 2、苯分子结构的价键观点 正六边形结构 所有的原子共平面 C-C键长都是0.1397nm C-H键长都是0.110nm 所有键角都是120° H 2 2 H 2 3 H 2 H = _ 1 2 0 k J / m o l H = _ 2 3 2 k J / m o l H = _ 2 0 8 k J / m o l H 苯 实 = 2 0 8 k J / m o l H 苯 理 = 3 x 1 2 0 = 3 6 0 k J / m o l 所以,也可用下式表示苯的结构: 3.从氢化热看苯的稳定性 第二节 单环芳烃的同分异构和命名 邻甲苯基（2-甲基苯基) 苯基,用ph或Φ表示。 （C6H5CH2-）苄基（苯甲基） 一、同分异构体：苯环上支链的异构 （1）当苯环上连的是简单烷基或环烷基（R-），-NO2， -NO， -X等基团时，则以苯环为母体，叫做” 某某苯”。 例如： 1.一元取代苯的命名 二、单环芳烃的命名 （2）当苯环上连有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH， -CHO，-CH=CH2或较复杂-R等基团时，基团为母体,则把苯环作为取代基,叫做”苯某某”。例如： 取代基的位置用邻、间、对或1，2； 1，3； 1，4 表示。例如： 2.二元取代苯的命名 1，2-二甲苯 1，3-二甲苯 1，4-二甲苯 3-叔丁基甲苯 （邻二甲苯） （间二甲苯） （对二甲苯） （间叔丁基甲苯） 1)．按照“官能团的优先次序”表，选择优先官能团为母体，将与母体官能团相连的苯环上的碳原子编号为1； 2)．根据“最低系列”原则，给苯环上的其他碳原子编号； 3)．最后按“较优基团后列出”将取代基的名称和位次写在母体名称之前即得全名。例 3.多官能团化合物的命名 -NO2 、 -X、 -R、 -OR、＞C＝C＜、 -C≡C- 、-NH2、 -OH、-SH（巯基）、 -OH（羟基）、 -COR（酰基）、-CHO、 -CN、-CONH2（酰胺）、 -COX（酰卤）、 -COOR（酯）、-SO3H、 -COOH “母体官能团优先次序”表： 4-羟基-3-甲氧基苯甲醛 3-甲基-4-羟基苯乙酮 3-巯基苯酚 举例： 第三节 单环芳烃的性质 苯和同系物一般为无色液体，不溶于水，易溶于有机溶剂，相对密度大多为0.86～0.93。 熔点除与相对分子质量有关外，还与结构的对称性有关，通常结构对称性高的化合物，熔点较高。芳香烃一般都有毒性，长期吸入它们的蒸气，会损害造血器官及神经系统。 一、物理性质 二、单环芳烃的化学性质 （一）、取代反应 1. 卤代反应---环上取代反应 侧链较长的芳烃光照卤代主要发生在α碳原子上。 反应条件不同，产物也不同。因两者反应历程不同，光照卤代为自由基历程，而前者为离子型取代反应。 芳环上氯代反应的特点 催化剂：Fe或FeX3 不同底物的反应速度：甲苯>苯>氯苯>硝基苯 主产物的结构特点：甲苯和氯苯在氯代得到 邻对位产物；硝基苯氯代得到间位产物； 在此反应中，浓硫酸除了起催化作用外，还是脱水剂。 2．硝化反应---混酸（浓硫酸和浓硝酸） 烷基苯比苯易硝化 氯苯比苯难硝化 硝基苯比氯苯难硝化 烷基苯比苯易磺化 3.磺化反应 磺化反应的特点 磺化剂：浓硫酸、氯磺酸等 底物的反应活性：甲苯、苯、氯苯、 硝基苯、苯磺酸 产物的结构： 反应为可逆反应：合成中用于占位 利用苯磺酸溶于浓硫酸的性质分离芳烃 4．付瑞德—克拉夫茨反应