第二章烃（课件）《有机化学基础》稠环芳烃同步教学（人卫版第3版）

第十二章 环 烃 第十三章 环烃和杂环化合物 帮助 返回 下页 上页 知识目标： 掌握简单环状化合物的命名 理解三元环四元环不稳定的原因 掌握脂环烃、芳烃的通性 熟悉芳环亲电取代反应定位规律及应用 第十三章 环烃和杂环化合物 帮助 返回 下页 上页 最简单的稠环芳烃萘，分子式为C10H8。萘环碳原子的编号如下： 分子中含有两个或两个以上的苯环，彼此通过共用相邻的碳原子稠合而成的碳氢化合物为稠环芳烃。稠环芳烃中环碳原子并不像苯环的结构高度对称，因此换坦编号有其相应的规定。 一、简单稠环芳烃的命名 简单的稠环芳烃 第十三章 环烃和杂环化合物 帮助 返回 下页 上页 其中的1、4、5、8位是等同的，称为α位；2、3、6、7位也是等同的，称为β位。一元取代萘有两种不同的异构体：α─取代萘和β—取代萘。如： 1－溴萘 （α─溴萘） 2－溴萘 （β─溴萘） 第十三章 环烃和杂环化合物 帮助 返回 下页 上页 把连有氢原子的环碳原子分为α、β、γ三类，1、4、5、8位在分子中位置等同称α位，2、3、6、7位在分子中位置等同称β位，9、10位在分子中位置等同称γ位。相对应的氢原子也分为α、β、γ三类。 蒽分子的组成为C14H10 蒽 环碳原子的编号如下： 第十三章 环烃和杂环化合物 帮助 返回 下页 上页 分子中含有两个或两个以上独立苯环的芳烃为多环芳烃。如以下几种： 联苯 三苯甲烷 1，2-二苯乙烯 知识窗 第十三章 环烃和杂环化合物 帮助 返回 下页 上页 二、萘分子的结构 萘的分子式为C10H8。分子内碳碳键键长为 第十三章 环烃和杂环化合物 帮助 返回 下页 上页 实验证实萘分子内10个碳原子和8个氢原子均处在同一平面内。如同苯分子中的碳原子一样，萘环上的碳原子都是sp2杂化，与相邻的碳原子或氢原子形成C-C或C-Hσ键，每一个碳原子都有垂直萘环平面的p轨道，其中都有一个p电子，这10个p轨道以“肩并肩”的方式彼此侧面重叠，电子在其中高度离域，形成两个叠合一部分的环状共轭大π键π1010。如图所示，共轭π键的存在决定了萘的芳香性。 知识窗 第十三章 环烃和杂环化合物 帮助 返回 下页 上页 蒽分子中的二十四个原子处于同一个平面，十四个环碳原子均为sp2杂化，它们各有一个未参加杂化的p轨道，相互平行且侧面重叠形成了一个比萘环更大的共轭π键。π电子云密度平均化的趋势不如萘，更不如苯。根据π电子云密度的分布，其中γ位的氢原子特别活泼，萘的性质一般都发生在这两个位置。 第十三章 环烃和杂环化合物 帮助 返回 下页 上页 三、稠环芳烃的性质 1.氧化反应 在条件下,萘被氧化为邻苯二甲酸酐,产物用于合成树脂,增塑剂和染料等。 2.加成反应 用金属钠和乙醇可使萘还原成1,4-二氢萘。它们是性能良好的溶剂。 萘是光亮的片状结晶，有特殊气味，易升华，不溶于水，易溶于有机溶剂是有机化工的基础原料，它的衍生物是合成染料、农药和医药的重要中间体。主要化学性质如下 第十三章 环烃和杂环化合物 帮助 返回 下页 上页 3.取代反应 萘比苯易于发生亲电取代反应，一般发生在α位。 (1)卤代 在无水氯化铁的催化下,萘与氯反应,生成α-氯萘为主要产物。α-氯萘为无色高沸点(259℃)的溶剂. 第十三章 环烃和杂环化合物 帮助 返回 下页 上页 (2)硝化 在30～60℃萘与混酸反应,主要生成α-硝基萘。 (3)磺化反应 萘与浓H2SO4在低温时磺化主要生成α-萘磺酸;在高温时主要生成β-萘磺酸。萘的磺化反应也是可逆的。 第十三章 环烃和杂环化合物 帮助 返回 下页 上页 α-萘磺酸易生成,但β-萘磺酸比前者稳定,磺化反应可逆的特点使萘的磺化反应在化工生产中,有着重要的应用。 知识窗 蒽是具有弱蓝色荧光的片状晶体,熔点为216℃,沸点为340℃,不溶于水而溶于有机溶剂。它可被空气中氧气氧化生成蒽醌，蒽醌是合成制备蒽醌染料的中间体。 第十三章 环烃和杂环化合物 帮助 返回 下页 上页 稠环芳烃中，有许多具有致癌性。如3,4-苯并芘，5,10-二甲基-1,2-苯并蒽，1,2,5,6-二苯并蒽等。 第十三章 环烃和杂环化合物 帮助 返回 下页 上页 实验发现在香烟的烟雾中、汽车排出的废气中、在煤和石油燃烧未尽的烟气中以及在炎热的夏天柏油马路散发出的蒸气中都有3,4-苯并芘。 努力方向：如何使燃料充分燃烧、烟尘处理及汽车尾气的处理都是环境保护的重要课题。 第十三章 环烃和杂环化合物 帮助 返回 下页 上