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超分子化学杯芳烃课件

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化学竞赛PPT-第八章 芳烃-第8章_3

化学竞赛PPT-第八章 芳烃-第8章_3

Z
Z
Z
Z
X
X
由于Z与叁键碳原子的相对位置不同，亲核试剂进攻叁 键碳原子，将分别得到两种碳负离子中间体，相对比例取 决于取代基的性质——加成的方向主要依赖于Z的诱导效应， 亲核试剂与苯炔生成的碳负离子越稳定则越容易生成。
值得指出的是，此处只需要考虑取代基的诱导效应， 因为在苯炔与亲核试剂加成后生成的苯基碳负离子中，负
电荷处于sp2杂化轨道中，该轨道与苯环共平面，不可能 与取代基的孤对电子发生p-π共轭。p-π共轭效应不影响苯
基碳负离子的稳定性。
sp2杂化轨道
:
OCH3 -I
所以，像甲氧基、氨基等带有孤对电子的取代基，只 需考虑其电负性比碳原子的大，具有吸电子诱导效应即可。
:
邻位取代卤代苯
Z X
Z
Z
NH2
(I)
Cl
溴苯和氯苯都能与金属锂反应得到苯基锂。
Cl
Li
+ 2 Li Et2O
+ LiCl
练习：
1.
Cl
CH 3
Mg（过量）
干 Et2O
Br
DCl
Cl
CH 3 D
CH 3
CH 2CN
2.
Cl 2 hv CN
Br I
Br I
§8.11 休克尔规则和非苯系芳烃
一 休克尔规则
一百多年前凯库勒就预见到，除苯外，可能存在其他 具有芳香性的环状共轭多烯烃。自然而然，与苯相邻的两 个类似物——环丁二烯和环辛四烯就成了研究的目标。但 结果证明，环丁二烯和环辛四烯具有烯烃的典型性质(譬 如容易发生亲电加成反应)，而没有芳烃的特征性质—— 芳香性。为了解决这个问题化学家们作了许多努力，但用 共价键理论没有很好的解决。

超分子化学杯芳烃_图文127页PPT

超分子化学杯芳烃_图文127页PPT

56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
Байду номын сангаас
超分子化学杯芳烃_图文
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克

有机化学课件--第五章芳烃

有机化学课件--第五章芳烃

1 O3 2 分解
OO CH3C-CCH3 + 2 OHC-CHO
CH3
CH3 1 O3 2 分解
OO 2CH3C-CH + OHC-CHO
2019/7/30
课件
6
苯现在的表达方式
价键式
分子轨道离域式
共振式
2019/7/30
自旋偶合价键理论 （1986年Copper等提出）
课件
7
2019/7/30
课件
33
取代基分类的规律
分类
分类的依据
苯 、硝基苯、甲苯、氯苯的 硝化的对比实验表明：
硝基是一个致钝的间位定位 基。
甲基是一个致活的邻对位定 位基
氯是一个致钝的邻对位定位 基。
苯环上取代基均可以归入这 三类。
2019/7/30
所有的致活基团都使苯环的电子密度 升高。 所有的致钝基团都使苯环的电子密度 降低。 所有的邻对位定位基都有给电子共轭 效应。 所有的间位定位基具有吸电子共轭效 应和吸电子诱导效应。
37
Cl H
+E
氯苯的情况分析
Cl H
E
+
Cl H
E
+
Cl
H
+
E
Cl + H E
最稳定
Cl +H
E
2019/7/30
Cl
+
H E
Cl
+ H E
课件
Cl H
+E
38
硝化反应的几种情况分析
烷基硝化的实例分析
CH3
58 4 38
CH2CH3
45 6.5 48
CH(CH3)2

第二章第二节芳香烃优秀课件

第二章第二节芳香烃优秀课件

目
开
关
学习·探究区
第二节
(1)写出 A 中反应的化学方程式：________________________
_________________________________________。
(2)观察到 A 中的现象是_______________________________
_______________________________________。
学习·探究区
第二节
解析 浓硫酸与浓硝酸混合时，应先将浓硝酸注入容器中，
再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌和冷却。如果先注入浓硫酸，
再注入浓硝酸，会造成浓硝酸受热迸溅、挥发。反应温度是
本 课
50～60 ℃，为方便控制，所以用水浴加热。
时 栏
答案 (1)先将浓硝酸注入容器中，再慢慢注入浓硫酸，并
目 开
及时搅拌和冷却
关
(4) 步 骤 ④ 中 粗 产 品 用 5%NaOH 溶 液 洗 涤 的 目 的 是
____________________________________________________ ____________________。 (5)纯硝基苯是无色、密度比水________(填“小”或“大”)、 具有________味的油状液体。
关
(2)将反应器放在 50～60 ℃的水浴中加热
(3)分液漏斗
(4)除去粗产品中残留的酸 (5)大 苦杏仁
学习·探究区
第二节
[归纳总结]
(1)苯与溴的反应中应注意的问题
①应该用纯溴，苯与溴水 不反应 。
本
课 时
②要使用催化剂 Fe 或 FeBr3，无催化剂 不反应 。
栏 目

官能团化杯芳烃的超分子化学

官能团化杯芳烃的超分子化学

官能团化杯芳烃的超分子化学
超分子化学是一个复杂而有趣的领域，它研究的是分子之间的结合，以及它们如何影响化学反应。

而官能团化杯芳烃是一类特殊的化合物，它们能够形成复杂的结构，具有独特的性质和功能。

超分子化学和官能团化杯芳烃的结合正在为科学家带来新的发现，有助于改善我们的生活。

官能团化杯芳烃是一类有机分子，具有独特的结构。

它们通常由一组官能团，例如氢原子、氧原子、氮原子和碳原子等，组成。

它们的结构可以与其他分子结合，从而形成复杂的结构。

这种结构可以使它们具有独特的性质和功能。

超分子化学研究它们之间的相互作用，并研究它们如何影响化学反应。

通过超分子化学，科学家可以控制分子之间的相互作用，从而设计新型的有机材料和分子系统。

例如，科学家可以利用超分子化学来控制官能团化杯芳烃分子之间的相互作用，形成新型的分子材料，具有特殊的性能和功能。

超分子化学和官能团化杯芳烃的结合为我们的生活带来了许多新的发现。

例如，科学家可以利用超分子化学来设计新型的有机材料，如高性能的电子材料，液晶材料，光催化材料等，用于环境保护，能源转换和信息处理等方面。

此外，科学家还可以利用超分子化学来开发新型的药物，如抗癌药物，具有良好的治疗效果。

总之，超分子化学和官能团化杯芳烃的结合为我们的生活带来了许多新的发现，有助于改善我们的生活。

未来，超分子化学和官能团化杯芳烃的结合将继续给我们带来更多的惊喜。

有机化学课件--第五章芳烃 103页

有机化学课件--第五章芳烃 103页

231.8 (测定)
119.53=358.5 208.5 (根据假设计算) (测定)
每个C=C的平均氢化热 119.5
115.9
119.5
69.5
（kJ / mol）
从整体看： 苯比环己三烯的能量低 苯比环己二烯的能量低
358.5 - 208.5 = 150 kJ / mol （苯的共振能） 231.8 - 208.5 = 23.3 kJ / mol
a. 烷基化反应难以停留在一取代阶段，往往得到的是多 元取代的混合物；而酰基化反应却可以停留在一取代阶段。
CH3Cl A lC3 l
CH3
CH3Cl
A lC3 l
CH3 CH3
CH3
C H3C O C l A lC3 l
COC3H
C H3C O C l A lC3 l
CH3 难以进行
b. 烷基化反应，当R≥3时易发生重排；而酰基化反应则 不发生重排。如：
COR + HX +A3 lX
O
+ (CH 3CO2O ) AlC3l
COC3 H + CH3COOH
=
=
=
=
O
+
O AlC3l
O
C CH=CHCOOH
O
F－C烷基化与F－C酰基化反应的异同点：
相同点
a2.01反9/11应/29 所用cat. 相同；反应历课件程相似。
26
b. 当芳环上有强吸电子基(如：－NO2、－COR、－CN等) 时，既不发生 F－C 烷基化反应，也不发生 F－C 酰基化
+R +
+H RA 4 - lXR +H + X A 3lX

四章节芳烃

四章节芳烃

(2)
+ +NO2
H
(3) + NO2 + HSO4-
H3O+ + +NO2 + 2 HSO4-
H
+ NO2
NO2
+ H2SO4
浓硫酸的作用：促进亲电质点NO2+的生成。
2020/1/20 用途：向芳环引入硝基。
25
§6.5 单环芳烃的化学性质（4）
3、磺化反应
浓 H2SO4
过热水蒸气
可逆
§6.4 单环芳烃的物理性质(1)
• 无色液体，比水轻，有特殊气味，不溶 于水而溶于汽油、乙醚 等有机溶剂。 苯及其同系物蒸气有毒，可损坏造血器 官及神经系统。
2020/1/20
20
§6.5 单环芳烃的化学性质（1）
一、亲电取代反应
1.卤化反应：
+ X2 ( Cl2 , Br2 ) FeX3
+ X
95℃
NO 2 NO 2
CH3
O2N
NO2 （T.N.T)
NO 2
2020/1/20
24
§6.5 单环芳烃的化学性质
硝化机理
HNO3 + H2SO4 H2O+NO2
H2SO4 + H2O
HSO4- + H2O+NO2 H2O + +NO2 H3+O + HSO4-
(1) HNO3 + 2H2SO4
H
H
E
E
+
+
+H E
产物
H
+E
2020/1/20

有机化学第七章 芳烃 131页PPT

有机化学第七章 芳烃 131页PPT

苯甲醛 benzaldehyde
COOH
苯甲酸 benzoic acid
S O 3H
苯磺酸 benzenesulfonic acid
29
有两种以上取代基时，选择母体的顺序为：
—OR，—R，—NH2，—OH，—COR，—CHO， —CN，—CONH2，—COCl，—COOR，—SO3H， —COOH，正离子等。
+
-
1
2
3
4
5
经典结构式1和2占的分量较大，3、4、5都是键长和键 角变形较大的脂环烃，在共振杂化体中占的分量较小。
因此苯只有一个邻位二元取代物，且不易发生加成反应。
20
关于共振论应用的几点说明：
共振论在有机化学上有重要的作用，能解释并预测一些 有机化合物的基本的化学性质； 共振论是一种理论，共振式是理论上存在的，无法测得； 共振论引入了一些人为规定，对某些化学现象尚不能给 出满意的解释。 共振论实际上是用有机化学中的通用语言，即两个或几 个经典结构式，来翻译量子化学的计算结果。 共振式中的经典结构式实际上是不存在的。
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3 CH3
1,2-二甲苯 邻二甲苯
1,3-二甲苯 间二甲苯
1,4-二甲苯 对二甲苯
1,2-dimethylbenzene o-xylene
1,3-dimethylbenzene 1,4-dimethylbenzene
m-xylene
p-xylene
25
在外文名称中，IUPAC允许甲苯、(邻、间、对)二甲苯、 1,3,5-三甲苯、异丙苯、苯乙烯等的俗名继续使用。
1911年 Willstatter 合成了环 辛四烯，但它没有芳香性。

《超分子化学》PPT课件

《超分子化学》PPT课件

甾体络合物—大尺寸的环状物能与甾体即胆酸形成复合物, 稳定胆固醇, 与 ateriaclerosis相反.极性基团的溶剂化和去溶剂化作用, 石胆酸, 胆酸
杯芳烃
C-甲 基杯 间苯 二酚 芳烃
杯芳烃的历史---1902年Bakeland :酚+甲醛=酚醛树酯----1942:Alois Zink:系统的研 究了4-特-丁醇+甲醛..四聚体,寡聚物?1955年j. Cornforth 肯定了四聚体的存 在..1972 年 C.D.Gutsche: Potentioal 酶模拟,疏水的空穴….今天 杯3芳烃 杯16 芳烃
杯芳烃:构型锥形, 部分锥型, 1,2交换, 1,3交换
杯芳烃::阳离子复合物部分锥形, 锥形M+络合物 部分锥形M+络合物 锥形氨络合物
杯芳烃::阳离子复合物-混合杯芳烃:
杯芳烃::阳离子复合物-对Ag+到N高的亲合性分子注射器 对Ag+的亲合力被关闭
从杯芳烃到空穴物—亲油成键口袋
分子容器
SO3
X n
OH C4AS: X = CH2, n = 4 TCAS: X = S, n = 4 C5AS: X = CH2, n = 5
N
1: complex of C4AS wiNth Phen at pH N
1~2;
H22:
complex
H4
of TCAS
wiNth
PheHn4 at
pH
N
1~2;
The bis-molecular capsules 13 formed by CAS with Phen at
pH 1~2.
View showing the complicated hydrogen bonds of water molecules contributed to formation of host-guest capsule in

超分子+杯芳烃

超分子+杯芳烃

超分子化学是一门新兴的学科，它基于大环配体如冠醚和环糊精等的发展，以及分子自组装的概念。

超分子化学不仅关注分子间的弱相互作用，如氢键、疏水相互作用和π-π堆积等，还探索这些弱相
互作用如何影响和调控分子自组装过程，以及超分子结构和功能的关系。

杯芳烃是一种特殊的超分子化合物，其结构中包含一个或多个芳基被锚定在较大的、通常为环形的
亲脂性基质上。

这种特殊的结构使得杯芳烃可以作为分子平台，通过主客体相互作用等方式与其他
分子或离子进行识别和组装，展现出超分子的特性。

杯芳烃以其特殊的结构和易于衍生化的特点而成为继冠醚和环糊精之后的第三代超分子，它具有分
子自组装功能，也可以作为分子平台，并能包结、螯合客体分子。

这种自组装过程可以形成具有特
定结构和功能的超分子聚集体，进一步拓展了超分子化学的研究领域。

总的来说，超分子化学和杯芳烃的研究领域有一定的交叉，二者结合可以进一步研究超分子结构和
功能的关系，以及如何利用这些弱相互作用调控超分子结构和功能。

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6
杯[n]芳烃的结构及其位置编号及命名
杯[4]芳烃
杯[6]芳烃
杯[8]芳烃
5，11，17，23-四叔丁基 -25，26，27，28-四羟基 杯[4]芳烃
超分子化学杯芳简烃称对叔丁基杯[4]芳烃 7
取代基不同的杯芳烃
B u-t
OH
CH3
OH OH
CH3
OH
B u-t
5，17-二甲基-11，23-二叔丁基-25，26，
结构式
超分子化学杯芳烃
构象式
2
杯芳烃的发现及其发展历史
•杯芳烃合成可追朔到1872年德国化学家Baeyer对苯酚与甲 醛水溶液的研究，在该反应中他得到一种树脂状难纯化的 化合物，受当时条件限制其结构未被弄清。
•30年后，比利时化学家 Backeland 重新对此反应进行了较 详细的研究，制备了酚醛树脂, 并将其产品商业化而获得专 利, 命名为Backlite,由于酚醛树脂不溶不熔，对其结构及固 化过程研究极为困难。
超分子化学杯芳烃
11
邻位保护
邻位去保护 （Pd/C-H2)
超分子化学杯芳烃
12
Böhmer等合成多取代杯芳烃
三步总收率20%
超分子化学杯芳烃
拥有内外两种羟 基的杯[4]芳烃
13
片段缩合法
Böhmer 改进了多步合成法，将杯芳烃的结构碎片以“3＋1” 或“2＋2” 等方式通过共价键结合成环，这种方法被称之为 “片段缩合法”。
OH
OH
OH
O-Bn
OH
碱的类型 LiOH NaOH KOH
m
O-Bn
m = 1, 2, 3
相对产率
4
5
20
17
10
6
7 超分子化学杯芳烃 21
6
63
84
72
10
多步合成法
一步合成法制备的杯芳烃的苯酚单元上仅能 拥有相同的取代基，要合成具有不同取代基的杯 芳烃，则需要采取多步合成的方法完成。
多步方法最早有Hayes和Hunter所阐述，由对 甲基苯酚为起始物，经过溴化和反复的羟甲基化 和脱溴，得到线形四聚体，最后在高度稀释下完 成关环制备了对甲基杯[4]芳烃，反应达10步之 多。
工作，推动了人们对杯芳烃的研究热潮。由 于其CPK（Corey-Pauling-Koltun）分子模型 类 似 于 Calix Crater 的 希 腊 式 酒 杯 ， 由 此 Gutsche 将 其 命 名 为 杯 芳 烃 （“Calixarene”）。
超分子化学杯芳烃
4
化合物1的CPK (Corey-Pauling-Koltun)模型 与希腊式酒杯
超分子化学杯芳烃
20
芳烃亲核取代反应
芳烃亲电取代反应
超分子化学杯芳烃
21
杂环芳烃杯芳烃合成
超分子化学杯芳烃
22
杯[n]呋喃[m]吡咯芳烃
超分子化学杯芳烃
23
其他杯芳烃合成
杯[2]尿嘧啶[2]芳烃
超分子化学杯芳烃
24
杯芳烃的衍生化
羟基上的修饰
O2N
R=
NO2
R1= 2,4-二硝基苯， R2 =超分R子3化=学H杯芳；烃 或R1= R3 = 2,4-二硝基25苯， R2 =H； 或R1 = R3 = H，R2 = 2,4-二硝基苯。
•20世纪40年代，奥地利科学家 Zinke 则设想将对位取代后 的苯酚与甲醛缩合，可能得到未交联的线型树脂。由此他 首先研究了对叔丁基苯酚与甲醛的反应，但此过程中得到 一种高熔点的晶状化合物，鉴定结构为环状的四聚体。
超分子化学杯芳烃
3
•20世纪70年代后，随着对冠醚和环糊精等的 深入研究，尤其是它们作为模拟酶的可能性， 这类大环化合物引起美国化学家Gutsche的极 大兴趣，其在合成和结构性能等方面的系统
第七章 杯芳烃为受体的分子识别及 超分子组装
•杯芳烃简介 •杯芳烃的合成方法及结构（构象）特征 •杯芳烃及其衍生物的分子识别 •杯芳烃及其衍生物为受体的超分子组装
超分子化学杯芳烃
1
7.1 杯芳烃类主体物质
杯芳烃是苯酚及其衍生物与甲醛反应得到一类环状缩合 物。
杯芳烃是继冠醚、环糊精以后超分子化学研究的第三代 主体化合物。
27，28-四羟基杯超[分4子]芳化学烃杯芳烃( 杯-[4]芳烃)
8
7.1.2 杯芳烃合成
一步合成法
对叔丁基杯[4]、[6]、[8]芳烃(1-3)的合成条件
超分子化学杯芳烃
9
Casnati 等报道“一锅煮”法制备下列杯芳烃
O-Bn
Bn O
HCHO
n
Bn-O
MOH (M = Li, Na, K)
OH
水溶性杯芳烃合成
Ungaro 等将对叔丁基杯[4]芳烃与-溴乙酸叔丁酯在 THF中反应，以NaH为碱得到四取代产物，产率70%； 以叔丁醇钾为碱，得到二取代产物
超分子化学杯芳烃
26
几种不同主体的组合合成
Gutsche等人的工作
o
o
o
o
o
o
O
O
Cl-C-(CH2)n-C-Cl
超分子化学杯芳烃 双穴杯芳烃
• 杯芳烃：苯酚衍生物与甲醛反应得到的一类环状缩合物。
• 分子形状与希腊圣杯（Calix crater）相似
由多个苯环构成的芳香族分子(Arene)
超分子—化学—杯芳杯烃芳烃
5
7.1.1 杯芳烃结构
对叔丁基苯酚与甲醛反应得到一类环状缩合物
结构式
构象式
通常在酚羟基超的分对子化位杯芳烃
28
帽式杯芳烃
超分子化学杯芳烃
“3＋1”
采用何种方式取 决于超分杯子化芳学烃杯芳结烃 构
“2＋2” （要求：R1＝R2， R3＝R4） 14
片段缩合法适用于制备取代基不同的杯芳烃
2 + 2 组合方式
23-35% 亚甲基桥上有取代基
3 + 1 组合方式 超分子化学杯芳烃
15
Böhmer采用（21 + 2 1） 缩合反应制备下面芳烃， 产率10%
超分子化学杯芳烃
18
利用“片段缩合法”，外式杯[4]芳烃替代普通二 聚苯酚，可得另一类桥联二聚或三聚杯[4] 芳烃 （如下面结构34 和35，产率分别为24%，10%）
CH2
超分子化学杯芳烃
19
杂原子桥联杯芳烃合成
Kumagai等一步合成硫桥杯[4]芳烃，产率56%
含氧桥的杯[4]芳烃制备
分子内脱水成醚
Pappalardo采用（21 + 2 1） 缩合制备下面芳烃， 产率60%
SnCl4
超分子化学杯芳烃
16
Böhmer等的工作， 35%收率
Asao等的工作（2 + 2缩合
O超M分e 子化学O杯M芳e 烃
17
利用“片段缩合法”将取代苯酚用对位连接的二苯 酚替换可制备另一类杯[4]芳烃和桥联二杯[4]芳烃