多苯芳烃 ppt课件

但是，
“湾区理论”没有提出PAH致癌活性的定量判据，因而缺乏预测能力。
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四、多环芳烃的结构与致癌性
双区理论
戴乾圜在总结“K区理论”、“湾区理论”的基础上，用PMO法计算了 49个PAH的K区碳原子和湾区碳原子的离域能及分子中各个碳原子的Dewar 指数，并以PAH在生物体内的代谢试验资料为依据，对计算数据进行数学处 理，提出了“双区理论”。
德国：食物、接触食物、可能会放入口中的产品以及儿童用品， 111111苯并(a)芘<0.1mg/kg， 16种PAHs总和<1mg/kg 有人估计,成年人每年从食物中摄取的PAHs总量为1～2mg,如果累积摄 入PAHs超过80mg即可能诱发癌症,因此建议每人每天的摄入总量不可 超过10μg。
18
三、多环芳烃在环境中的迁移转化
5 、“湾区理论”认为 PAH 的致癌机理是：“
湾区碳正离子”具有很强的亲电性，它可以与生物
大分子 DNA 的负电中心结合，生成共价化合物， 导致基因突变，形成癌症。
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四、多环芳烃的结构与致癌性
湾区理论
“湾区理论”是建立在PAH在生物体内代谢实验基础上的，它解释了除 苯并[a]蒽和苯并[a]芘之外，多数PAH的致癌性，证明了“湾区环氧化物”在 致癌过程中起了重要作用。
论”，他们把PAH分子结构中的不同位置划分为“湾区”、A区、B区和K
区：
12 A区 9 8 7
29
1 2 3 4
11 10
6
5
四、多环芳烃的结构与致癌性
湾区理论
A区是最先被氧化的区域；B区是最终被氧化的区域； K区的位置与“K
区理论”中的K区相同，湾区理论要点如下：
1、PAH分子中存在“湾区”是其具有致癌性的主要原因。 2、在湾区的角环“B区”容易生成环氧化物， 它能自发地转变成“湾区碳正离子”。

两种办法：
a.加热，将反应温度控制在100℃以上，使生成的水
沸腾离开反应体系，达到降低产物浓度；
b.使用发烟硫酸，使生成的水与发烟硫酸中的三氧
化硫结合形成硫酸，从而降低产物浓度。
亲电取代反应—傅氏反应
烷基化 酰基化
烷基化：（卤代烷烃、烯烃、醇作为烷基化试剂 ）
1)卤代烷 为烷基化 试剂
无水
CH 3C2H C2H ClAl3C lCH 3C2H C + 2H Al4Cl H
酰基化反应 在苯环中引入酰基 只能生成一元取代产物
烷基碳原子数大于2的反应中 要异构化
酰基的结构不变，不重排
烷基化反应可逆
酰基化反应不可逆
相同点：若苯环上连有强吸电子基团时，傅克反应就不会发生
B、加成反应
+ H2 Ni、加压
加热
Cl + Cl2 50 0C Cl
Cl
Cl Cl
Cl
C、氧化反应（重点）
5 6
4 3
7 8
2 1
SO3H
4-硝基-1-萘磺酸
8 7
6 5
SO 3H
1 2
3
4
α-萘磺酸
CH3
5 6
4 3
7 8
2 OH
1
5-甲基-2-萘酚
四 单环芳烃 1）苯的结构
Ph—， Ar—
CH2
苄基
2)单环芳烃的性质 ①休克尔规则 从结构上来说，具有芳香性的物质必须有一个 环闭的共轭体系，共轭体系中的原子在一个平 面上，在这个平面的上下两侧有环状离域的π 电子云，而且组成该π电子云的P电子数必须 合乎4n+2 规则，（n为0，1，2，3…整数）。
CH3

详细描述
非苯芳烃可以根据其取代基和官能团的不同进行分类，如烯基、烷基、卤素、硝基等。这些不同的取代基和官能 团可以影响非苯芳烃的物理和化学性质。
非苯芳烃的合成方法
总结词
非苯芳烃可以通过多种合成方法获得。
详细描述
非苯芳烃可以通过多种化学反应合成，如烷基化反应、酰化反应、氧化反应等。这些合成方法可以根 据需要选择，以获得具有特定结构和性质的产物。
化工原料
01
02
芳烃是化工原料的重要组成部分，用于生产多种化学品，如苯酚、苯 胺、乙酸酐等。
非苯芳烃同样也是重要的化工原料，可用于生产农药、染料、香料等 精细化学品。
高分子材料合成
芳烃是合成高分子材料的重要 单体，如聚酯、聚酰胺和聚氨
酯等。
02
01
非苯芳烃也可以用于合成高分子 材料，如聚乙烯吡啶、聚苯乙烯
《芳烃及非苯芳烃》课件
目录
• 芳烃简介 • 芳烃的性质 • 非苯芳烃介绍 • 非苯芳烃的性质 • 芳烃与非苯芳烃的应用 • 芳烃与非苯芳烃的发展趋势与展望Fra bibliotek1芳烃简介
定义与特性
01
02
定义
特性
芳烃是一类具有芳香族特性的烃类化合物，通常具有闭合的环状结构 。
芳烃具有特殊的芳香族气味，化学性质稳定，不易发生氧化、水解等 反应。
04
非苯芳烃的性质
物理性质
熔点
非苯芳烃的熔点通常较高，因为它们具有较大的 分子量和较高的共轭程度。
沸点
由于非苯芳烃的分子间作用力较强，其沸点也较 高。
溶解性
非苯芳烃的溶解性取决于其分子结构，有些非苯 芳烃可以溶于有机溶剂，而有些则不易溶。
化学性质
加成反应
非苯芳烃可以发生加成反应，例如与氢、卤素等发生加成反应。

【致畸】1000mg/kg，妊娠大鼠以口，胎儿致畸。
【致DNA突变】40mg/kg，1次，田鼠经腹膜，染色体试验多种变化。
7
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16种常见多环芳烃
1
多环芳烃简介
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多环芳烃 (polycyclic aromatic hydrocarbons PAHs ) 定 义： 含有一个苯环以上的芳香化合物。产生于工业
生产、有机物热解或不完全燃烧，其中有许多被证明 具有致癌毒性。
它是煤，石油，木材，烟草，有机高分子化合物等有
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苊(ACENAPHTHENE)
分子式：C16H10
侵入途径：吸入、食入、经皮吸 收。
健康危害：吸入、摄入或以皮肤 吸收后会中毒。具腐蚀性。资 料报道有致突变作用。
毒性：低毒类。无致癌作用。
急性毒性：LD502000mg/kg(大 鼠经口)；3180mg/kg(兔经皮)
分子式：C12H10 侵入途径: 吸入、食入。 健康危害: 本品对眼睛、皮肤、
光剂，消毒剂等。
微粒体致突变：鼠伤寒沙门氏 菌50μg/plate(JJIND862,893,79)；
DNA损伤：大肠杆菌
10μmol/L(MUREAV 89,95,81)
6
苯并(a)芘Benzo(a)pyrene
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分子式：C20H12
侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。
健康危害：对眼睛、皮肤有刺激作用。是致癌物、致畸原及诱变剂。
阳性；小鼠经皮最小中毒剂
用途：用作有机合成原料。可制成 三硝基芴酮，用于静电复印；合 成芳基透明尼龙；可代替蒽醌合 成阴丹士林染料；用于制造抗痉 挛药、镇静药，镇痛药，降血压 药；合成杀虫剂，除草剂；制备 抗冲击有机玻璃和芴醛树脂；亦

有机化学课件芳烃(苯环上的定位效应)
第5章 芳香烃（aromatic hydrocarbon ）
• 苯的结构
• 芳香烃的命名
苯及其同系物的命名
• 苯及其同系物的物理性质
• 苯及其同系物的化学性质
• 苯环上的定位规律
• 稠环芳香烃
• 芳香性
❖ 苯环上的定位效应
CH3
30oC + HNO3
Z
+E
NO2
❖ 芳香性
Hückel （4n+2）规则：一个具有共平面、环状闭合、共 轭体系的单环多烯化合物，只有当其电子数符合4n+2（ n=0,1,2,3……正整数）时，化合物才可能具有芳香性。
1931年Hückel根据分子轨道理论提出
• Hückel规则判断化合物是否具有芳香性 • 非苯型芳香烃：凡符合Hückel规则具有芳香性但又不含
+ HNO3 H2SO4
N O2
活化与钝化
• 邻、对位定位基导入苯环以后，使苯环更容易进行亲 电取代反应，对苯环有致活作用。如甲苯比苯更容易 硝化,卤素为弱钝化基团
反应活性：甲苯>苯>氯苯
• 间位定位基导入苯环以后，使苯环更难进行亲电取代 反应，对苯环有致钝作用。如硝基苯比苯更容易硝化 。
反应活性：硝基苯<苯甲酸<苯
两类定位基团
• 1) 第一类定位基(邻对位定位基) Ortho- and para-directing activators
NR2 NHR NH2 OH
OR NHCOR OCOR
R
C6H5 X
2) 第二类定位基(间位定位基) Meta-directing deactivators
NR 3 NO 2 CC3 l CN SO 3H

再比较 4式和5式
4
催化 剂
+ H2 压 力， 溶剂
112.3KJ mol-1
5
催 化剂
+ H2
压力 ，溶 剂
按上面的计算和结论，5 式若为共轭三烯结构，当加一 分子氢时，氢化热应为-112.3-(-7.2) = -105.1 KJ mol -1。
催化剂
+ H2 压力，溶剂
(Z)
H？
(Z)
- 105.1 KJ mol -1
4 苯具有特殊的稳定性---从氢化热数据看苯的内能。
环己烯 环己二烯
环己三烯
苯
氢化热（kJ / mol） 119.5 (测定)
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
119.5 KJ mol-1
3
催化 剂
+ 2H2 压力，溶剂
231.8 KJ mol-1
4
催化 剂
+ H2 压力，溶剂
112.3KJ mol-1
(Z)
5.
催化剂
+ H2 压力，溶剂
H？
(Z)
6. CH2=CH-CH=CH-CH=CH2 + 3 H2 CH3(CH2)4CH3 -337 KJ mol-1
反键轨道
E 成键轨道
共振论
Ⅰ
Ⅱ
贡献大
键长，键角完全 相等的等价结构
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
贡献小
键长、键角不等 的不等价结构

3. 多环芳烃的来源
多环芳烃的来源可分为天然源与人为源两 种, 后者是多环芳烃污染的主要来源 。
• 天然源主要是火山爆发、森林火灾和生物合 成等自然因素所形成的污染。
• 人为源包括各种矿物燃料（如煤、石油、天 然气等）、木材、纸以及其他含碳氢化合物 的不完全燃烧或在还原状态下热解而形成的 有毒物质污染。
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
1. 什么是多环芳烃？
多环芳烃 ( Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)是指两个以 上苯环以稠环形式相连的化合 物,是目前环境中普遍存在的污 染物质。其中结构最简单的萘 就是我们日常生活中用来防蛀 虫的樟脑丸的主要成分，而在 多数情况下更复杂的多环芳烃 如芘、苯并芘等却是一种致癌 物质，在厨房油烟、有机燃料 燃烧或抽烟时产生的烟雾和烟 尘中就存在这种物质。此类化 合物对生物及人类的毒害主要 是参与机体的代谢作用,具有致 癌、致畸、致突变和生物难降 解的特性。
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主要体现在以下几个方面：
污染范围
生活
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四、 非苯芳烃
环多烯烃是否都具有芳香性？
都是闭合环， 都是闭合环，可共轭 体系。 体系。
性质上： 性质上：易发生亲电 加成反应、 加成反应、氧化反应 ；具有共轭烯烃性质 。
环丁二烯
环辛四烯
结论：并非所有的环多烯烃就是芳香性分子。
1. Huckel 对环丁二烯和苯的分子轨道计算
非键轨道
2β
1β 1β
提示： 提示： α取代为速度快的反应，在温度升高后却含量减少，可能β位为热力学控制 取代为速度快的反应，在温度升高后却含量减少，可能 位为热力学控制 取代为速度快的反应 产物. 产物
α、β产物的热力学稳定性
H SO3H H SO3H
（1）反应速度快，为速度控制产物。 （1）中间体不稳定，反应速度慢。 反应速度快，为速度控制产物。 中间体不稳定，反应速度慢。 两基团之间的拥挤，较不稳定。 （2）两基团之间的拥挤，较不稳定。 （2）不拥挤较热力学稳定，平衡控制产物 不拥挤较热力学稳定， 低温反应有利。 （3）低温反应有利。 （3）高温反应有利
芳香性
二茂基铁是一种金属有机化合 二茂基铁是一种金属有机化合 物，在手性合成以及催化领域 应用甚广。 应用甚广。
5. 大环共轭的多烯—轮烯
10
[10] 轮烯 4n+2 [10] 轮烯 4n+2
H
H
平面破坏 非芳香性
sp2杂化要求： 杂化要求： 120o键角。 键角。
提示：Hukel规则中不能仅仅考虑4n+2的电子数规则，立体因 素—是否有障碍破坏了共平面性，同样重要。
NO2 HNO3 H2SO4
NO2 NO2 + NO2 NO2 NO2 HNO3 H2SO4 NO2 NO2 +