3.3单环芳烃的化学性质(讲义）-《有机化学》同步教学（化学工业出版社）

单环芳烃的亲电取代反应-卤代、磺化、硝化 · 教学目标 1.掌握单环芳香烃的卤化反应、硝化反应、磺化反应 2.了解单环芳烃卤化、硝化、磺化反应的应用。 · 教学思想 本节课的教学内容是第五模块芳香烃，采用支架式的教学策略，事先要把复杂的学习任务加以分解，以便于把学习者的理解逐步引向深入。主要培养学生独立分析问题的能力，能够运用所学知识解决问题，同时重视全体参与，培养学习成就感，让学生在学习中体会到快乐。 · 教学重难点 重点：卤化、硝化、磺化反应产物确定及其应用性。 难点：不同芳烃衍生物进行卤化、硝化、磺化反应时的活性比较。 · 教学方法和策略 · 采用支架式教学策略，由教师启发引导，以讲授法为主，辅以提问法、反馈法。 · 具体策略：按“最邻近发展区”的要求从苯的结构入手分析苯的化学性质引出亲电取代反应对苯的卤化、硝化、磺化反应逐一讲解总结，练习 · 教学设计思路 教学内容 教学组织 教学意图 单环芳烃的卤化反应 通过分析苯环的结构，讲授卤化反应及其应用 通过讲授和PPT结合的方式讲解苯的结构，引出芳烃的卤化反应，培养学生独立思考问题的能力。 单环芳烃的硝化反应 及反应历程 通过分析苯环的结构，讲授单环芳烃的硝化 反应及历程 通过讲授和PPT结合的方式讲解苯的结构，引出芳烃的硝化反应，培养学生独立思考问题的能力。 单环芳烃的磺化反应 及其反应历程 通过分析苯环的结构，讲授单环芳烃的磺化 反应及历程 通过讲授和PPT结合的方式讲解苯的结构，引出芳烃的磺化反应，培养学生独立思考问题的能力。 巩固小结 总结本节课的内容布置练习作业 强化对本节课所学知识的理解。 · 教学过程设计 导入： 由苯环的结构可以看出，它的六个碳原子共平面，而离域大键的电子云则分布在环平面的上下方，裸露在外面，这种结构有利于亲电试剂的进攻，引起C-H键的H原子被取代，发生亲电取代反应，取代产物仍保持原有的环状共轭π键。芳烃的化学性质主要是芳香性，容易进行取代反应，而难进行加成和氧化反应。当苯环上连有侧链时，直接与苯环相连的-C－H键表现出较大的活性，可以在一定条件下发生取代、氧化反应。 1、卤代反应 在Fe或FeX3存在时，苯可与溴或氯发生卤代反应。 第二个卤素原子主要进入第一个卤素原子的邻、对位。 应用：氯苯课用作溶剂和有机合成原料，也是某些药物和染料中间体的原料。对二氯苯广泛地用作去臭剂和熏蒸剂。 烷基苯与卤素反应比苯容易，且主要得到邻、对位产物。 芳烃活性：烷基苯>苯>卤代苯 2、芳香烃的硝化反应 （1）苯与浓混酸(H2SO4+HNO3)，很容易发生硝化反应。 硝基苯为浅黄色油状液体，有苦杏仁味，其蒸气有毒。硝基苯继续硝化较困难，在较高温度下可生成间二硝基苯。 甲苯比苯更容易硝化，且主要得到邻硝基甲苯（58%）和对硝基甲苯（38%）。活性：烷基苯>苯>硝基苯 芳香烃的硝化反应历程 根据对硝酸-硫酸混合物的深入系统的研究，发现浓硫酸与硝酸作用生成硝基正离子NO2+（产生亲电试剂）。 硝基正离子首先进攻苯环的π键，生成了活性中间体σ络合物；随即σ络合物很快消除H+，恢复苯环结构。 这两步反应历程，通常称为亲电加成-消除反应。 3、磺化反应 苯环上的氢原子被磺酸基取代的反应。常用浓硫酸和发烟硫酸作磺化剂，还可用SO3、ClSO3H(氯磺酸)等作磺化剂。磺化反应是可逆反应，生成的水使H2SO4变稀，磺化速度变慢，水解速度加快，故常用发烟硫酸进行磺化，以减少可逆反应的发生。 苯磺酸是一种强酸，易溶于水难溶于有机溶剂。有机化合物分子中引入磺酸基后可增加其水溶性，此性质在合成染料、药物或洗涤剂时经常应用。 磺化反应历程： 苯磺酸继续磺化较困难，在发烟硫酸作用下，并加热或得间苯二磺酸。 甲苯的磺化较苯容易，且主要得到邻、对位产物。 在过热水蒸汽作用下或稀硫酸、稀盐酸共热时可水解脱下磺酸基。磺化反应的可逆性在有机合成上有广泛用途。可作占位基团，反应完成后，再脱去磺酸基。 4、本节小结 本知识点的学习要点：（1）芳香烃的结构。（2）芳香烃的卤化反应及其反应条件。（3）芳香烃卤化反应的应用。（4）芳香烃的硝化反应及其反应条件。（5）芳香烃的硝化反应历程。（6）芳香烃的磺化反应及其反应条件。（7）芳香烃的磺化反应历程。 · 练习 写出下列反应的主产物。 （1） （3） （4） 学科网（北京）股份有限公司 $$