高考化学芳香烃知识点复习

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高考化学芳香烃知识点复习

苯的结构和表达

(1)苯的结构

近代物理方法证明:苯分子的六个碳原子和六个氢原子都在一个平面内,因此它是一个平面分子,六个碳原子组成一个正六边形,碳碳键长是均等的,约为140 pm,介于单键和双键之间。碳氢键键长为108pm,一切的键角都为120°。

(2)苯的芬芳性

从结构上看,苯具有平面的环状结构,键长完全平均化,碳氢比为1。从性质上看,苯具有特殊的动摇性:环己烯的氢化热ΔH=-120kJ/mol,1,3-环己二烯的氢化热ΔH=-232kJ/mol(由于其共轭双键添加了其动摇性)。而苯的氢化热ΔH=-208kJ/mol。1,3-环己二烯失掉两个氢变成苯时,不但不吸热,反而放出大批的热量。这说明:苯比相应的环己三烯类要动摇得多,从1,3-环己二烯变成苯时,分子结构已发作了基本的变化,并招致了一个动摇体系的构成。

苯难于氧化和加成,而易于发作亲电取代反响,与普通烯烃的性质有清楚的区别。

苯还具有特殊的光谱特征。苯环上的氢处于核磁共振的低场。

上述特点说明了苯具有典型的芬芳特征。

物理性质 芬芳烃不溶于水,但溶于无机溶剂,如乙醚、四氯化碳、石油醚等非极性溶剂。普通芬芳烃均比水轻;沸点随相对分子质量降低而降低;熔点除与相对分子质量有关外,还与其结构有关,通常对位异构体由于分子对称,熔点较高。

化学性质

加成反响

1.苯的加成反响

苯具有特殊的动摇性,普通不易发作加成反响。但在特殊状况下,芳烃也能发作加成反响,而且总是三个双键同时发作反响,构成一个环己烷体系。如苯和氯在阳光下反响,生成六氯代环己烷。

只在一般状况下,一个双键或两个双键可以独自发作反响。

2.萘、蒽和菲的加成反响

萘比苯容易发作加成反响,例如:在不受光的作用下,萘和一分子氯气加成得1,4二氯化萘,后者可继续加氯气得1,2,3,4-四氯化萘,反响在这一步即中止,由于四氯化后的分子剩下一个完整的苯环,须在催化剂作用下才干进一步和氯气反响。1,4-二氯化萘和1,2,3,4-四氯化萘加热可以失掉氯化氢而区分得1-氯代萘和1,4-二氯代萘。

由于稠环化合物的环十分生动,因此普通不发作侧链的卤化。

蒽和菲的9、10位化学活性较高,与卤素的加成反响优先在9、10位发作。[2]

恢复反响

1.Birch恢复反响

碱金属(钠、钾或锂)在液氨与醇(乙醇、异丙醇或二级丁醇)的混合液中,与芬芳化合物反响,苯环可被恢复成1,4-环己二烯类化合物,这种反响叫做Birch(伯奇)恢复。例如,苯可被恢复成1,4-环己二烯。

Birch恢复反响与苯环的催化氢化不同,它可使芳环局部恢复生成环己二烯类化合物,因此Birch恢复有它的独到之处,在分解上十分有用。

萘异样可以停止Birch恢复。萘发作Birch恢复时,可以失掉1,4二氢化萘和1,4,5,8-四氢化萘。

2.催化氢化反响

苯在催化氢化( catalytic hydrogenation)反响中一步生成环己烷体系。萘在发作催化加氢反响时,运用不同的催化剂和不同的反响条件,可区分失掉不同的加氢产物。蒽和菲的9、10位化学活性较高,与氢气加成反响优先在9、10位发作。

3.用金属恢复

用醇和钠也可以恢复萘,温度稍低时得1,4-二氢化萘,温度高时得1,2,3,4-四氢化萘。[2]

氧化反响 1.苯及其衍生物的氧化

烯、炔在室温下可迅速地被高锰酸钾氧化( oxidation),但苯即使在高温下与高锰酸钾、铬酸等强氧化剂同煮,也不会被氧化。只要在五氧化二钒的催化作用下,苯才干在高温被氧化成顺丁烯二酸酐。>烷基取代的苯易被氧化,但普通状况下,氧化时苯环仍坚持不变,只是和苯环相连的烷基被氧化成羧基。

而且,不论侧链多长,只需和苯环相连的碳上有氢,氧化的最终结果都是侧链变成只要一个碳的羧基,假设苯环上有两个不等长的侧链,通常是长的侧链先被氧化。

只要苯环和一个三级碳原子相连或与一个极动摇的侧链相连时,在剧烈的氧化条件下,侧链才得以坚持,苯环被氧化成羧基。

2.萘、蒽和菲的氧化反响

萘比苯易氧化,在室温用三氧化铬的醋酸溶液处置得1,4-萘醌。假定在高平和五氧化二钒的催化下被空气氧化,那么得重要的无机化工原料邻苯二甲酸酐。

当萘环上有取代基时,活化基团经常使氧化反响在同环发作,而钝化基团使氧化反响在异环发作。

由于萘环比侧链更易氧化,所以不能运用侧链氧化法来制备萘甲酸。