第二章烃（课件）《有机化学基础》芳香烃同步教学（人卫版第4版）

一、苯的结构 第一节 苯及其同系物 （一）苯的Kekulé结构 苯的分子式：C6H6 1865年凯库勒从苯的分子式出发，根据苯的一元取代物只有一种（说明苯环上的六个碳原子和六个氢原子的地位是等同的事实），提出苯的结构是一个对称的六碳环，每个碳原子上都还有一个氢原子。 凯库勒 苯的结构式（凯库勒式）： 或 简写成 C C C C C C H H H H H H 加入溴水 ﹏ ﹏ ﹏ ﹏ ﹏ ﹏ 溴 加入酸性KMnO4溶液 苯不与溴水及酸性高锰酸钾溶液反应，说明苯分子中不存在碳碳双键，也就不存在碳碳单键和双键交替出现的结构。 苯的结构到底如何呢？ ﹏ ﹏ ﹏ ﹏ ﹏ ﹏ ﹏ ﹏ ﹏ ﹏ ﹏ ﹏ ﹏ 苯 苯 ﹏ ﹏ ﹏ ﹏ ﹏ ﹏ 上层变橙红色， 萃取 紫色不褪去 高锰酸钾 苯分子中的六个碳原子均采取sp2杂化，分子中未杂化的6个p轨道侧面交盖重叠形成6个分子轨道。 (二)苯分子结构的现代解释 杂化轨道理论解释： C C C C C C 苯环的共轭大π键 C C 大π键电子云 重叠结果：形成了一个闭合的、环状的大π键，由于共轭效应使π电子高度离域，电子云完全平均化，苯中所有碳碳键都相等，键长也完全相等，故无单双键之分。 苯分子结构 苯的分子结构特征: 苯分子是平面正六边形,所有碳和氢均处于同一平面, 电子云均匀分布在苯环的上、下两方。 C-C 键长平均化。形成环状大π键时,六个碳具有同样 密度的电子云,环上没有单键和双键之别。 总的结果造成一个高度对称的分子,其π电子具有相当 大的离域作用,从而使体系内能降低，苯的结构稳定,不易发 生加成和氧化反应,容易发生亲电取代反应。 二、 苯的同系物和命名 苯的同系物的命名原则：以苯为母体，烷烃基作为取代基，称为某基苯，简称某苯。 苯的同系物：苯环上的一个或几个氢原子被烷烃基取代后的衍生物，也称烷基苯。通式：CnH2n-6(n≧6) 1.一元烷基苯的命名：以苯为母体，烷烃基作代取代基，称为“某苯”。 甲苯 乙苯 异丙苯 邻二甲苯 (1,2-二甲苯) 间二甲苯 (1,3-二甲苯) 对二甲苯 (1,4-二甲苯) 如果苯环上有两个取代基，编号原则是应使环上取代基的位次较小，用阿拉伯数字表示取代基的位置，也可用“邻、间、对”表示取代基的相对位置。 2.二烷基苯的命名： 1,2,3-三甲苯 (连三甲苯) 1,2,4-三甲苯 (偏三甲苯) 1,3,5-三甲苯 (均三甲苯) 1 3 2 2 1 3 4 5 1 3 4 6 2 如果苯环上有3个相同的取代基，其相对位置同样可用阿拉伯数字表示，也可用“连、偏、均”等表示。 3.三烷基苯的命名： 2-甲基-3-苯基戊烷 苯乙烯 2-苯基-2-丁烯 4.当苯环上的取代基结构复杂或为不饱和基团，或 为多苯基取代芳烃时，可以把链烃作为母体，苯环视 为取代基来命名。 例如： 1 5 3 2 4 芳香烃基：芳烃分子中去掉一个H后剩下的基团为芳香烃基 或芳基，常用“Ar-”表示。 或C6H5–CH2– 或C6H5– 苯基 苯甲基（苄基） 邻甲苯基 CH2 CH3 5. 芳香烃基的命名： 苯及其同系物一般为具有特殊气味的液体，不溶于水，是许多有机物的良好溶剂，其密度都小于1。 苯及其同系物的蒸气有毒，对中枢神经和造血器官有损害。 实践活动—调查了解苯及同系物对人体健康的危害… 小贴士：家居装潢所用的油漆、黏合剂等，以 及吸烟产生的气体中都会导致苯类污染。某些 植物可以净化空气，如铁树，常春藤，芦荟等 三、苯及其同系物的物理性质 磺化 X NO2 SO3H R R O 卤代 硝化 傅克烷基化 傅克酰基化 在这些反应中，和芳烃起作用的试剂都是缺电子试剂或带正电的亲电试剂，因此这些反应都是亲电取代反应。 四、苯及其同系物的化学性质 苯及其同系物的化学性质主要是芳香性，即易进行 取代反应，而难进行加成和氧化反应。 (一) 亲电取代反应 B r + H B r + B r 2 FeBr3 △ 无色油状液体，密度大于水 剧烈反应，瓶内充满棕色蒸汽；导管口有白雾；锥形瓶内有浅黄色沉淀生成。 现象： 溴化铁 硝酸银溶液 苯、溴混合液 …. … . Br_ Br+ 1.卤代反应 F e C l 3 + C l 2 C H 3 C l C H 3 C H 3 Cl + C H 3 + C l 2 h ν 6 0 ~ 7 0 ℃ C l C