第四章 芳香烃和卤代烃（课件）-《有机化学基础》芳香烃一同步教学（中国中医药出版社）

有机化学 Organic Chemistry 芳烃 芳烃 芳香性 • 芳烃—— 芳香族碳氢化合物。含有苯环的一大类C 、H化合物。 “芳香 ”二字的含义： 过去：天然产物中许多有香味的物质分子中都含有苯环。 现在：环流效应、H ückel 4n+2规则、以及特殊的化性。 • 芳香性—— 易进行离子型取代反应，不易加成、氧化，并具有特殊 的稳定性。 • 芳香族化合物——具有芳香性(3点)的一大类有机化合物。 苯 - CH3 甲苯 CH3 / CH3 二甲苯 芳烃按其结构分为三类： 单环芳烃 多环芳烃 三苯甲烷 稠环芳烃 联苯 芳烃 H C 菲 萘 (一) 芳烃的构造异构和命名 (1) 构造异构 一元取代只有一个结构式，二、三和四元取代有三个异构体。 CH3 @LCH3 间二甲苯 1,3-二甲苯 CH3 CH3 对二甲苯 1,4-二甲苯 CH3 ◎CH3 邻二甲苯 1,2-二甲苯 CH(CH3)2 异丙苯 CH2CH3 乙苯 ◎CH3 甲苯 例： m- o- p- CH3 CH3 CH3 -CH3 人人 CH3 连三甲苯 偏三甲苯 均三甲苯 1,2,3-三甲苯 1,2,4-三甲苯 1,3,5-三甲苯 H3C… 、-CH3 、 CH3 CH3 CH3 CH3 1,2,3,4-四甲苯 1,2,3，5-四甲苯 1,2，4，5-四甲苯 CH3 CH3 -CH3 H3C CH3 IO CH3 CH3 CH3 H3C CH3 (2) 命名 命名时，一般以芳环为取代基，也可以芳环为母体。具体情况，具体对待： CH=CH2 CH=CH2 ～ 苯乙烯 丫 对二乙烯基苯 CH=CH2 CH2Cl CH2OH 苯氯甲烷 苯甲醇 氯苄 苄醇 • C6H5 － 苯基(Ph－) ； C6H5CH2 － 苄基 ； Ar－ 芳基(芳环上去掉一个氢后，所剩下的原子团)； (二) 苯的结构 (1) 价键理论 (2) 分子轨道理论 (3) 共振论对苯分子结构的解释 (二) 苯的结构 仪器测得： 苯分子中12个原子共平面。所有的C-C键长为0. 140nm ，所有的C-H键 长为0. 104nm ，键角∠CCH及∠CCC均为120º。 H 0.108nm H H H H H 0.140nm 120。 在19世纪， Kekulé提出的苯的结构式是最满意的一种。它成功地解释了许多实 验事实，但不能解释苯环的特殊稳定性及苯只有一种邻二取代物。 杂化轨道理论的解释： 苯分子中12个原子共面，其中六个碳原子均采取sp2杂化，每个碳原子上还剩下 一个与σ平面⊥的p轨道，相互之间以肩并肩重叠形成π66大π键。 (1) 价键理论 Kekulé于1865年对苯的结构提出了一个设想： 两种不同的“环己三烯” 在迅速地相互转变 H H H H H H H / H H / H H H H H H 其离域能为152KJ/mol ，体系稳定，能量低，不易 氧化反应) 。 处于π66大π键中的π 电子高度离域，电子云完全平均化，像两个救生圈 分布在苯分子平面的上下侧 , 在结构中并无单双键之分，是一个闭合的共 轭体系。 H H H π66是离域的大π键， 开环(即不易发生加成、 苯的结构 (2) 共振论对苯分子结构的解释 • 共振论认为苯的结构是两个或多个经典结构的共振杂化体： 贡献最大 + + (三) 单环芳烃的物理性质 单环芳烃不溶于水，比重小于1 ，b.p随分子↑而↑ , ⅆ (自学) • 稳定性特征： ① 苯环上有烷基取代基时其稳定性增加； ② 烷基取代基越多,稳定性越大。 (四) 单环芳烃的化学性质 ( 1) 亲电取代反应 (甲) 卤化 (乙) 硝化 (丙) 磺化 (丁) Friedel-Crafts反应 (戊) 氯甲基化 (2) 苯环上亲电取代反应机理 (3)