第六章 单环芳烃
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第六章单环芳烃1. 写出分子式为C9H12的单环芳烃所有的异构体并命名之。
CH2CH2CH3CH(CH3)2CH2CH3CH3CH3C2H5正丙苯异丙苯2-甲基乙苯3-甲基乙苯CH3 C25CH3CH3CH3CH3CH33CH3CH3CH34-甲基乙苯连三甲苯偏三甲苯间三甲苯2.写出下列化合物的结构式。
NO2NO2NO2BrC2H5C2H5C2H5OHCOOH间二硝基苯对溴硝基苯1,3,5-三乙苯对羟基苯甲酸CH 3NO 2NO 2NO 2I OHCH 2ClNO 2NO 2SO 3H2,4,6-三硝基甲苯 间碘苯酚对氯苄氯 3,5-二硝基苯磺酸3.命名下列化合物。
C(CH 3)3CH 3C 2H 5NO 2CH 2OH叔丁基苯对氯甲苯对硝基乙苯苄醇SO 2ClCOOHNO 2NO 2C 12H 25SO 3Na CH 33 苯磺酰氯 2,4-二硝基苯甲酸 对十二烷基苯磺酸钠 1-对甲苯基-1-丙烯4.用化学方法区别各组化合物。
溴水不变褪色不变Br2/CCl4,Fe不变褪色溴水不变褪色褪色硝酸银氨溶液不变沉淀5.以构造式表示下列各组化合物经硝化后可能得到的主要化合物(一种或几种)。
(1)C6H5Br (2)C6H5NHCOOCH3(3)C6H5C2H5Br NO2BrNO2NO2NHCOCH3NO2NHCOCH3NO2C2H5NO2C2H5(4)C6H5COOH (5)o-C6H5(OH)COOCH3(6)p-CH3C6H4COOHCOOH NO 2COOHNO 2OHCOOHOHNO 2COOHNO 2CH 3(7)m-C 6H 4(OCH 3)2(8)m-C 6H 4(NO 2)COOH(9)o-C 6H 5(OH)BrOCH 3OCH 3NO 2OCH 3OCH 3NO 2NO 2NO 2COOHBrNO 2OHBrNO 2OH(10)邻甲苯酚(11)对甲苯酚OHCH 3NO 2OHCH 3NO 2NO 23OH(12)间甲苯酚OHOHOHCH 3NO 2NO 2NO 2CH 3CH 36. 完成下列反应式。
第六章单环芳烃(5学时)学习要求:1.把握苯分子的结构,杂化轨道理论和分子轨道法的定性说明。
2.把握单环芳烃的同分异构和命名法。
3.掌握单环芳烃的化学反应。
4.掌握苯环取代定位规则、给电子基团、吸电子基团及其理论说明和应用。
5.通过卤化、硝化、磺化、质子化以及傅-克烷基化和酰基化反应理解芳香亲电取代反应历程。
6. 明白得亲电取代反映的可逆性和不可逆性。
7. 明白得共振论的要点,会写共振式,区别Lewis式与共振式。
8.了解单环芳烃的物理性质。
9.了解单环芳烃的来源与制法。
打算课时数 5课时重点:苯分子的结构,,苯的化学性质及应用,亲电取代反映历程,定位规那么难点:定位规那么,共振论教学方式采纳多媒体课件、模型和板书相结合的课堂教学方式。
引言:芳烃,也叫芳香烃,一样是指分子中含苯环结构的碳氢化合物。
芳香二字的来由最初是指从天然树脂(香精油)中提取而得、具有芳香气的物质。
现代芳烃的概念是指具有芳香性的一类环状化合物,它们不必然具有香味,也不必然含有苯环结构。
芳香烃具有其特点性质——芳香性(易取代,难加成,难氧化)。
芳烃按其结构可分类如下:2CH3CHCH32CH3CH2苯系芳烃非苯芳烃单环芳烃多环芳烃联苯稠环芳烃多苯代脂烃苯乙苯异丙苯苯乙烯联苯对三联苯萘蒽二苯甲烷环戊二烯环庚三烯薁§苯的结构苯的凯库勒式1865年凯库勒从苯的分子式动身,依照苯的一元取代物只有一种,说明六个氢原子是等同的事实,提出了苯的环状构造式。
因为碳原子是四价的,故再把它写成简写为称为:那个式子尽管能够说明苯分子的组成和原子间连接的顺序,但那个式子仍存在着缺点,它不能说明以下问题第一、既然含有三个双键,什么缘故苯不起类似烯烃的加成反映?第二、依照上式,苯的邻二元取代物应当有两种,但是事实上只有一种。
凯库勒曾用两个式子来表示苯的结构,而且假想这两个式子之间的摆动代表着苯的真实结构:由此可见,凯库勒式并非能确切地反映苯的真实情形。
第六章芳烃芳烃是芳香族碳氢化合物的简称。
一般情况下,把苯及其衍生物称为芳香族化合物。
其中分子中只含一个苯环的芳烃叫做单环芳烃。
芳香二字的来由最初是指从天然树脂(香精油)中提取而得、具有芳香气的物质。
现代芳烃的概念是指具有芳香性的一类环状化合物,它们不一定具有香味,也不一定含有苯环结构。
芳香烃具有其特征性质——芳香性(易取代,难加成,难氧化)。
第一节单环芳烃的结构、异构和命名一、单环芳烃的结构苯是单环芳烃中最简单最重要的化合物,也是所有芳香族化合物的母体。
1. 凯库勒构造式根据元素分析得知苯的分子式为C6H6。
仅从苯的分子式判断,苯应具有很高的不饱和度,显示不饱和烃的典型反应—加成、氧化、聚合,然而苯却是一个十分稳定的化合物。
通常情况下,苯很难发生加成反应,也难被氧化,在一定条件下,能发生取代反应,称为“芳香性”。
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,说明六个氢原子是等同的事实,提出了苯的环状结构。
这个式子虽然可以说明苯分子的组成以及原子间连接的次序,但这个式子仍存在着缺点,它不能说明苯既然含有三个双键,为什么苯不起类似烯烃的加成反应?环己烯的氢化热为119.6kJ/mol,如果苯的构造式用凯库勒式表示的话,苯的氢化热为环己烯氢化热的三倍。
119.6×3=358.8KJ/mol 。
实际上苯的氢化热是208.4KJ/mol,比预计的数值低150.4KJ/mol。
2.闭合共轭体系根据现代物理方法(如X射线法,光谱法等)证明了苯分子是一个平面正六边形构型,键角都是120℃ ,碳碳键的键长都是0.1397nm。
按照轨道杂化理论,苯分子中六个碳原子都以sp2杂化轨道互相沿对称轴的方向重叠形成六个C-C σ键,组成一个正六边形。
每个碳原子各以一个sp2杂化轨道分别与氢原子1s轨道沿对称轴方向重叠形成六个C-H σ键。
由于是sp2杂化,所以键角都是120℃,所有碳原子和氢原子都在同一平面上。
芳香族化合物最初是指从树脂或香精油等天然物质中提取得到的具有芳香气味的化合物,故称芳香族化合物。
后来发现此类化合物都含有苯环,自此以后,芳香族化合物即指含有苯环的化合物。
但实际上,含有苯环的化合物并不都具有芳香气味,具有芳香气味的化合物也不一定都含有苯环,所以“芳香族化合物”系指含有苯环的化合物并不太确切。
但由于历史原因,这一名称至今仍然沿用,不过它的含义已经不同了。
如今芳香族化合物的新含义,系指含有苯环结构及性质类似于苯(芳香性)的一类化合物。
芳香烃根据分子中所含苯环的数目和结合方式分为单环芳烃、稠环芳烃和多环芳烃。
单环芳烃:指分子中仅含一个苯环的芳烃,包括苯、苯的同系物和苯基取代的不饱和烃。
例如:苯 甲苯 乙苯 苯乙烯稠环芳烃:指分子中含两个或两个以上苯环,且苯环之间共用两个相邻的碳原子结合的芳烃。
例如:萘 蒽 菲多环芳烃:指分子中两个或两个以上苯环通过单键或碳链连接的芳烃。
例如:二联苯 1,4-联三苯 二苯甲烷本章重点讨论单环芳烃和稠环芳烃。
6.1 苯的结构苯的分子式为C 6H 6,碳氢数目比为1:1,应具有高度不饱和性。
事实则不然,在一般条件下,苯不能被高锰酸钾等氧化剂氧化,也不能与卤素、卤化氢等进行加成反应,但它却容易发生取代发应。
并且苯环具有较高的热稳定性,加热到900℃也不分解。
象苯环表现出的对热较稳定,在化学反应中不易发生加成、氧化反应,而易进行取代反应的特性,被称之为芳香性。
苯具有的特殊性质——芳香性,必然是由于它存在一个特殊的结构所决定的。
1865年,凯库勒(Kekule’)提出了苯的环状对称结构式:CH 3CH 2CH 3CH=CH 2CH 214简写式此式称为苯的凯库勒式,碳环是由三个C=C 和三个C —C 交替排列而成。
它可以说明苯分子的组成及原子相互连接次序,并表明碳原子是四价的,六个氢原子的位置等同,因而可以解释苯的一元取代产物只有一种的实验事实。
但是凯库勒式不能解释苯环在一般条件下不能发生类似烯烃的加成、氧化反应;也不能解释苯的邻位二元取代产物只有一种的实验事实。