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有机化学：芳香烃

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有机化学第六章芳香烃

有机化学第六章芳香烃

Y
可见，凯库勒式并不能确切地反映苯的真实情况
现代物理方法（射线法、光谱法、偶极距的测定）表明，苯分子是 一个平面正六边形构型，键角都是120°，碳碳键长都是0.1397nm。图 示如下：
杂化轨道理论解释
苯分子中的碳原子都是以sp2杂化轨道互相沿对称轴方向重叠形成6个C-Cσ键组成一个 正六边形，每个C各以一个sp2杂化轨道分别与H的1s轨道沿对称的方向重叠，形成六 个C-Hσ键，由于是sp2杂化，所以键角都是120。所有原子均在同一平面上。 每个C还有一个未参与杂化的垂直于与碳环平面σ键的P轨道，彼此侧面重叠，形成一 个封闭的共轭体系，每个P轨道上有一个P电子，组成了π66大π键。由于共轭效应使π 电子高度离域，电子云完全平均化，故无单双键之分。 因此，苯的电子云是一个整体，分布在环的上、下方，并且是完全平均的，所以苯分 子中每个C-C键都有π键的性质，并且是完全相同的，故邻位二元取代物也应当只有一 种。 应当注意且要牢记，苯环中并没有一般的C-C单键和C=C双键。
（ 2 ）体系能量降低，氢化热（208.5 kJ·mol-1）比环己烯氢 化热的三倍低得多（ 3×119.3－208.5 = 149.4 kj·mol-1 ），这 149.4 kj·mol-1即为苯的共轭能。
苯现在的表达方式
价键式
分子轨道离域式
共振式
自旋偶合价键理论 （1986年Copper等提出）
+ Cl2 + Br2
Fe 或 FeCl3 55~60℃
Fe 或 FeBr3 55~60℃
+ 2Cl2 Fe 或 FeCl3
反应历程：
Cl
+ HCl
Br
+ HBr
Cl
+

有机化学-芳香烃

有机化学-芳香烃

CH3
HNO3
HOAc
CH3
CH3 CH3
NO2 +
+
NO2
NO2
63% 34% 3%
Cl
Cl
Cl
Cl
HNO3
H2SO4
NO2 +
+ NO2
30%
NO2
69% 1%
(2) 第二类定位基─间位定位基
使新进入苯环的取代基主要进入它的 间位，并使苯环致钝。
例如： −CF3, −N(CH3)3+, −NO2, −CN, −SO3H, −CHO, −COCH3, −COOH, −COOCH3, −CONH2, −NH3+。
NO2
NO2
CH3 C CH3 CH3 无 α-H
KMnO4 H+
COOH
氧化剂： KMnO4 铬酸等
4.2.4 苯环上亲电取代反应的定位规则
Y
一取代苯：
芳环上的取代基既影响亲电 取代反应的速率又决定着亲电试 剂进入芳环的位置。
1. 两类定位基
芳环上的取代基分为两类：
(1)第一类定位基 ─ 邻、对位定位基 使得新进入苯环的取代基主要进入它的
均化，闭合共轭
苯
苯的分子结构 体系(环状大π键)
6 个C–C σ键: sp2–sp2相互交盖，6 个C –H σ键: sp2–1s 相互交盖。 6 个2p 轨道的对称轴垂直于环所在平面， 彼此相互平行，两侧进行侧面交盖，形成闭合的π轨道。 6个π电子离域在六个C原子上。由此形成一个闭合的
共轭体系。
2. 苯的构性相关分析
CH3
CH3
CH3
CH3
1,2-二甲苯 邻二甲苯 o-二甲苯

有机化学-芳香烃

有机化学-芳香烃
法国化学家
回美国，于1868年和1871年先后在康奈尔大学和马萨诸塞
理工学院任教授职。
1874-1891 年两人合作，1877年他们一起研究金属铝对某
克拉夫茨
些含氯有机化合物的作用时注意到，只是经过一段钝化作 James Mason Crafts
用之后反应才发生，然后生成氯化氢气体。他们发现钝化 期间生成氯化铝，而且正是氯化铝才激发了这个反应。原
H
H 1 4 0 p m 正六边形。
.H
120o
120o
H
108pm
. C-C键长: 140pm ; C-H键长: 108pm ;
H
H
.
键角120o
14
二. 苯的结构
2. 苯分子结构的近代观点
(1) 杂化轨道理论
共轭效应的结果： ①键长完全平均化 六个 C—C 键等长(0.140nm)，比正常 C—C单键(0.154nm) 短，比正常C=C双键(0.134nm)长 ②体系能量降低 其氢化热(208.5 kj·mol-1)比环己烯氢化热的三倍小
H3O+ + NO2+ + 2 HSO4-
H
+ NO2
NO 2
+ H2SO4
27
亲电取代反应机理
非芳香性
第一步:
亲电进攻
E+Nu- fast
HE E+ slow
HE
E 络合物 σ -络合物
第二步:
fast + H+ 失去质子
芳香性
28
(一) 亲电取代反应 (Electrophilic Substitution) 3. 磺化
0o C 100o C

有机化学第七章芳香烃

有机化学第七章芳香烃

C H 2 C H 3 +H B r
7 6 %
注意： A、催化剂： a、路易斯酸 无水AlCl3 、SbCl5 、
FeCl3 、FeBr3 、ZnCl2 etc b、强酸 HCl 、HF、 H2SO4 、H3PO4 c、中性分子 BF3
芳环上的H原子可以被卤素、硝基、磺酸 基、烷基等取代。
1、卤代反响：芳环上的H原子被X原子所取 代的反响叫卤代反响。当有催化剂Fe或卤化铁时， 苯与X2作用生成卤苯。
+ Cl2 + Br2
Fe 或 FeCl3 55~60℃
Fe 或 FeBr3 55~60℃
+ 2Cl2 Fe 或 FeCl3
Cl
+ HCl
H
120°
H
0.1397nm
H
正六边形结构 所有的原子共平面
120°
0.1397nm
C-C 键长均为0.1397nm
H
H
C-H键长均为0.110nm
0.110nmH
所有键角都为120°
上述特征是共轭体系的特征。 所以，凯库勒构造式并未真正反映出苯的真 实构造，它存在缺陷。随着有机化学理论和技 术的开展，对苯的构造提出了许多新的观点， 如共振构造式、分子轨道理论、杂化理论等。 下面介绍杂化理论对苯构造的解释。
〔2〕按照凯库勒构造 式，苯的邻二取代物应有
X
两种异构体，但实际上只
X
X
有一种异构体。
X
〔3〕苯环有单、双键，苯环不是正六边形。
在一般情况下，碳碳双键为0.134nm ， 碳 碳单键为0.154nm。即单键、双键的键长不相等。 但根据现代物理方法测定结果说明：
A、所有碳碳键的键长均为0.139nm，即平均化。 B、碳碳键的键角为120°，即SP2杂化。 C、所有C、H原子位于同一平面。

有机化学4第四章芳香烃

有机化学4第四章芳香烃

（1）、闭合离域体系
（2）、具有平面结构或接近平 面
（3）、参与共轭的π电子数符合 4n+2
轮烯
[8]轮 烯
HH
[10]轮 烯
HHHH
[14]轮 烯
[18]轮 烯
盆形
不共平面
π电子数8 不符合4n+2
π电子数10 符合4n+2
无芳香性 无芳香性
不共平面
π电子数12 不符合4n+2
无芳香性
共平面
π电子数18 符合4n+2
COCH3
HO
COOH
COOH NH2
HO
CH3CH2CCH2CHCHO O Cl
3-丁烯-2-醇 4-氧代-2-氯乙醛
4-羟基环己烷甲酸
4-羟基-3-甲氧基苯甲醛 2-氨基-5-羟基苯甲酸
3-硝基-4-羟基苯乙酮
官能团的优先顺序 见教材P93
1
α
891
7
2β
6
3
5
10
5
4
α
SO3H
2β
萘 1,5-二甲基萘 2-萘磺酸 或 β-萘磺酸
―O-， ―NH2，―NR2， ―OH（强烈活化） > ―OR，―OCOCH3， ―NHCOCH3（中等活化） > ―R， ―C6H5 >（弱活化） ― F， ―Cl， ―Br， ―I（弱钝化）
2、第二类定位基（间位定位基）
-N+R3， -NO2，-CN， -SO3H， -CF3，-CHO，COCH3，-COOH，-COOCH3， -CONH2（强烈钝化）
Cl
H
Cl
Cl
E
O
δδ
N

芳香烃—芳香烃的分类、命名(有机化学课件)

芳香烃—芳香烃的分类、命名(有机化学课件)

苯乙烯
1，2－二苯乙烯
2，3－二甲基－1－苯基－1－己烯
芳烃的命名 2.芳烃的命名
（5）苯环上连接的两个取代烷基不同时，以苯为母体，选取最简单烷基碳原子 作为1位，然后将其它烷基的位次按尽可能小的方向对苯环编号。 例
间甲异丙苯 1－甲基－3－异丙苯
对甲乙苯 1－甲基－4－乙苯
芳烃的命名 3.苯衍生物的命名
芳基 ：Ar-
苯基 : C6H5-或 Ph-
苄基:
-CH2- 或BzB-Z-
芳烃的命名 2.芳烃的命名
（1）以苯环为母体，称为某烷基苯。 例
异丙基苯
叔丁基苯
硝基苯
氯苯
芳烃的命名 2.芳烃的命名
（2）当苯环上连有两个或两个以上取代基时，可用阿拉伯数字或邻、间、对等 字样表示。
例
邻二甲苯 1，2-二甲苯
—COOH＞—SO3H＞—COOR＞—CONH2＞—CN＞—CHO＞—COR＞—OH＞—NH2 ＞—R＞—X＞—NO2
芳烃的命名 3.苯衍生物的命名
例
NO2 -CH3
邻硝基甲苯
OH
-NH2 间氨基苯酚
小结
100% 80 % 60 % 40 % 20 %
100%
80 % 60 % 40 % 20 %
首先要选好母体，使母体编号最小。 如何选择母体？
-NO2,-X,-R
苯作母体
例
-NO2
-Cl
-NH2,-OH,-CN,-CHO,-COOH,-SO3H
官能团作母体
例
-NH2
ห้องสมุดไป่ตู้
-SO3H
硝基苯
氯苯
苯胺
苯磺磺酸酸
芳烃的命名 3.苯衍生物的命名

有机化学 芳香烃

有机化学 芳香烃

C O + CO2 C O + H2O
3、加成反应
+ 3 H2 Ni
高温、高压
Cl H Cl H Cl H H Cl H Cl H Cl
hν +
3 Cl2
6.6.6.
芳香性：易取代、难加成、难氧化
4.4 苯环上取代基的定位规律
H 2SO4 （浓）
+ NO2
HNO3（浓）
NO2 NO2
50～55℃
400~500℃，空气
3、加成反应
Na + C2H5OH H2 , Ni
加温，加压
4.6
非苯芳烃及休克尔规则
(4n+2)
–
+
H
H
H
+ H
H
+
H+
‥ _
H
H
_
H
H
＊芳香性离子
+ H
‥
_
H
关于芳香性的含义小结：
1、环的平面结构，形成环状大π键。 2、π电子总数符合 4n+2 规则。
作业：
4.3
A B A
+
+
B
H
Ａ＋
A ＋ ≡
H +
A
A
－H＋
+
H
+
反应的能量变化曲线:
2、氧化反应
燃烧：
+ O2
点燃
CO2
+
H2O
侧链的氧化：
CH3 KMnO4+H2SO4 COOH
R
KMnO4+H2SO4
COOH
C(CH3)3

有机化学-芳香烃

有机化学-芳香烃

练习
CH2CH3
CH3
CH3
1,3-二甲基-5-乙基苯
CH3
CH CH3 CH3
CH2CH3
1-甲基-4-乙基-3-异丙基苯
3、 芳烃衍生物的命名
❖ 当苯环上连有－OH、－CHO、－COOH、－ NH2、－NO2、－SO3H、－X等基团时我们又该 如何命名这样的化合物呢？
❖首先仍然是选择一个母体。
乙苯
正丁苯
❖2 苯环上连有两个取代基时，可以用邻、间、对 表示取代基的相对位置。
CH3
CH3
CH3 CH3CH2
对二甲苯
邻甲乙苯
苯同系物的命名
❖3 苯环上连有三个相同基团时，用连、偏、均来
表示相对位置。
❖ 要求必须是三个相同基团才能用连、偏、均来表 示此三基团的相对位置。
CH3 CH3
CH3
连三甲苯
CH3 CH3
CH3
偏三甲苯
CH3 CH3
CH3
均三甲苯
系统命名法
❖苯环上连有多个烷基时，应使最小的基团有最小 的编号。其余规则与脂环烃相似。如：
CH3
CH2CH3 1－甲基－4－乙基苯
❖ 如果苯环上连的是一个复杂的烷基，此时则把苯 作为取代基，按烷烃的命名方法来命名。
CH2 CH CH3 CH3 CH CH3
第二节 单环芳烃
一、单环芳烃的命名 ❖ 1、芳基的命名 ❖芳烃分子去掉一个氢原子所剩下的基团称为芳基
，用Ar表示。
苯基，用Ph或Ф表示
苄基（苯甲基），用Bz表示
2、烃基苯的命名
❖1 当苯环上所连烃基较简单时，以苯环为母体来 命名，叫做“ X苯 ”。如：
CH3
CH2CH3

”芳香烃”是什么意思？

”芳香烃”是什么意思？

”芳香烃”是什么意思？芳香烃是一类化学物质，属于有机化合物的一种。

它们具有特殊的芳香结构，具备香味并呈现出特殊的化学性质。

芳香烃广泛存在于自然界和人造环境中，是化学工业中重要的原料之一。

本文将深入解析芳香烃的定义、特点以及用途，帮助读者更好地理解它的含义。

一、芳香烃的定义与特点芳香烃是碳和氢组成的有机化合物，其分子结构中包含若干个芳香环。

芳香环是由六个碳原子和若干个氢原子构成的环状结构，并且每个碳原子上都连接有一个氢原子。

芳香环具有稳定的结构，使得芳香烃具备独特的性质。

芳香烃具有以下几个特点：1. 高度稳定性：芳香烃的分子结构使其具有较高的稳定性，不容易发生化学反应。

这种稳定性使得芳香烃能够在较高的温度和压力下存在。

2. 具有芳香性质：芳香烃因其特殊的化学结构而得名。

它们能散发出独特的香味，因此在日常生活和化学工业中被广泛应用。

3. 高度不极性：芳香烃是一种非极性物质，不溶于水，但能溶于非极性溶剂如正己烷、甲苯等。

这种不极性使得芳香烃在许多有机反应中起到溶剂的作用。

二、芳香烃的用途芳香烃在化学工业中有着广泛的应用，下面将介绍几个常见的用途：1. 生产塑料和橡胶：芳香烃是合成塑料和橡胶的重要原料之一。

它们能够通过不同的反应途径生成具有特定性能的聚合物，如聚苯乙烯、聚氯乙烯等。

这些聚合物在日常生活中被广泛用于制造各种产品。

2. 制药和医学领域：芳香烃广泛应用于制药和医学领域。

许多药物的合成过程中需要芳香烃作为原料，同时芳香烃也具备一定的药理作用，被用于治疗一些疾病。

3. 作为溶剂：由于芳香烃的特殊性质，它们常被用作溶剂。

在油漆、油墨、胶水等工业中，芳香烃能够溶解许多不溶于水的物质，起到溶剂的作用。

4. 燃料和能源源：有些芳香烃具有较高的燃烧热值，可以用作燃料。

此外，芳香烃也被用作化学能源的媒体，例如将其作为燃料电池的燃料，用于提供能源。

三、芳香烃的环境影响和应用前景尽管芳香烃在许多工业中具有重要的应用，但它们在环境中的存在也带来一些问题。

有机化学芳香烃知识点总结

有机化学芳香烃知识点总结

有机化学芳香烃知识点总结本文将从芳香烃的结构、命名、性质和应用等多个方面展开对芳香烃的知识点进行深入总结。

一、芳香烃的结构芳香烃是由苯环或苯环的衍生物组成的一类化合物。

苯环是一个由六个碳原子构成的六元环结构，其中每个碳原子上都有一个氢原子，化学式为C6H6。

苯环上的每个碳原子都与相邻的两个碳原子形成共轭双键，使得苯环的结构非常稳定。

苯环上的每个碳原子都含有3个σ键和1个π键，由于π键的存在，使得苯环表现出特殊的芳香性质。

芳香烃由一个或多个苯环组成，其结构稳定，常常与其他官能团发生加成反应。

在芳香烃中，苯环上的氢原子可以被其他官能团取代，形成取代芳香烃。

取代芳香烃中的氢原子可以被卤原子、羟基、甲基等官能团取代，从而形成不同的取代芳香烃。

取代芳香烃的命名方法和性质稍有不同，但其基本的结构和化学性质与芳香烃类似。

二、芳香烃的命名芳香烃的命名分为两种情况，一种是直链芳香烃的命名，另一种是取代芳香烃的命名。

直链芳香烃的命名采用正规命名法，根据芳香烃中苯环的个数和所附加的取代基的种类和数目来进行命名。

在正规命名法中，苯环的个数和取代基的种类和数目都要在化合物的名称中进行标注，以便准确地识别化合物的种类和结构。

取代芳香烃的命名是根据取代基的种类和位置来进行命名的，取代基的种类和数量都要在化合物的名称中进行标注，以区分不同的取代芳香烃。

同时，在取代芳香烃的命名中还需注意给出取代基的位置。

芳香烃的命名需要牢记一些规则，比如取代基的优先级，取代基编号的方法等。

只有严格遵守这些规则，才能正确地给出芳香烃的命名。

三、芳香烃的性质1. 燃烧性质芳香烃具有较高的燃烧热，可以在氧气的存在下燃烧。

芳香烃的燃烧产物一般是二氧化碳和水，放出大量的热能。

芳香烃的燃烧反应是一种典型的氧化反应，是芳香烃的一种重要性质。

2. 溶解性在常温下，芳香烃可以溶解在多种有机溶剂中，如醚、醇等。

然而，芳香烃的溶解性随着分子量的增加而减弱，大分子量的芳香烃的溶解性通常较差。

高中化学芳香烃知识点

高中化学芳香烃知识点

高中化学芳香烃知识点
一、芳香烃
1、芳香烃的概念
芳香烃是指它们在一定条件下具有芳香气味的有机化合物，也称为芳构烃、芳族烃或香豆烃。

芳香烃具有共轭双键环结构，并具有芳香性和固态稳定性。

芳香烃有C6-C14碳数的化合物。

2、芳香烃的特性
1）共轭双键结构。

芳香烃是有机化合物，而共轭双键结构是它
们的特征结构，即一段共轭双键连接在一个含有6个碳原子的环中间，在化学反应过程中，这种结构可以在一定条件下受热而稳定。

2）具有芳香气味。

芳香烃具有芳香气味，这主要是由于它们具
有受热稳定性的共轭双键结构，这使得它们在温度较高时不易分解。

3）具有芳香性。

芳香烃具有芳香性，这主要是由于它们具有受
热稳定性的共轭双键结构，这使得它们在温度较高时不能完全分解，因此它们可以在空气中形成定量的气体混合物。

4、芳香烃的用途
芳香烃主要用于香料、染料、溶剂和防腐剂等行业，并用于制造多种化学制品。

它们还广泛用于农药、香水、医药和消费品等行业。

- 1 -。

有机化学第08章 芳香烃(共201张PPT)

有机化学第08章 芳香烃(共201张PPT)

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

大学有机化学芳香烃PPT课件

大学有机化学芳香烃PPT课件

复合技术
利用纳米技术可以制备出具有特殊功 能的芳香烃纳米材料，如纳米传感器、 纳米催化剂等。
将芳香烃与其他材料复合，可以制备 出具有优异性能的功能复合材料，如 导电高分子材料、耐高温材料等。
表面修饰技术
通过对芳香烃表面进行化学或物理修 饰，可以改变其表面性质，从而赋予 其新的功能，如超疏水、超亲水、抗 菌等。
生物活性评价方法简介
细胞毒性试验
通过测定药物对细胞的毒性作用， 评价药物的生物活性。常用的细 胞毒性试验方法包括MTT法、
LDH法等。
抗菌活性试验
对于具有抗菌作用的药物，可以 通过测定药物对细菌的抑制作用 来评价其生物活性。常用的抗菌 活性试验方法包括琼脂扩散法、
微量肉汤稀释法等。
抗肿瘤活性试验
通过测定药物对肿瘤细胞的增殖 抑制作用，评价药物的抗肿瘤活 性。常用的抗肿瘤活性试验方法 包括MTT法、克隆形成法ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。
03
钯催化下烯烃与卤代芳烃的偶联反应，可高效构建C-C键，是芳
香烃合成的重要手段。
路线设计原则及实例分析
01
路线设计原则
02
原料易得、价格适中；
03
反应条件温和、操作简便；
04
产物易分离纯化、收率高；
05
符合绿色化学要求，减少废弃物排放。
06
实例分析：以苯乙烯为原料，通过Heck反应合成对甲基苯 乙烯。该路线原料易得，反应条件温和，产物收率高且易于 分离纯化。
高能源利用效率。
04
芳香烃在医药领域应用
药物合成中作用举例
苯环作为核心结构
许多药物都含有苯环，如阿司匹 林、对乙酰氨基酚等，这些药物
的合成离不开芳香烃。
芳香烃侧链修饰

有机化学课件第六章芳香烃

有机化学课件第六章芳香烃

芳香烃可用于制造染料、农药、医药 等精细化学品，以及各种功能性材料， 如导电材料、光学材料、磁性材料等。
芳香烃可用于生产溶剂和化学助剂， 如稀释剂、催化剂、稳定剂等。
芳香烃在医药生产中的应用
01
芳香烃可用于合成各种 药物，如抗生素、镇痛 药、抗癌药等。
02
芳香烃可用于制备药物 的中间体，提高药物的 合成效率和纯度。
硝化反应
在浓硫酸和浓硝酸的混合 酸中，苯可被硝化生成硝 基苯。
磺化反应
在浓硫酸的作用下，苯可 被磺化生成苯磺酸。
苯的亲电取代反应机理
亲电取代反应
苯在发生取代反应时，通常需要借助亲电试剂（如卤素正离子、硫酸根离子等） 的作用，使苯环上的氢原子被取代。
电环化反应
在某些条件下，苯环上的碳碳键会发生电子转移，导致苯环发生电环化反应，生 成新的有机化合物。
烯单元。
蒽型芳香烃
蒽是由三个环己二烯稠 合而成的芳香烃，具有
一个大的共轭体系。
菲型芳香烃
菲是由四个环己二烯稠 合而成的芳香烃，具有 一个庞大的共轭体系。
芳香烃的命名
习惯命名法
根据芳香烃的结构特点，采用“ 邻”、“间”、“对”等字眼来 命名，例如邻二甲苯、间二甲苯 、对二甲苯等。
系统命名法
采用国际通用的IUPAC命名规则 ，根据芳香烃的结构特征和取代 基的位置、数目、名称等信息来 确定化合物的名称。
苯的加成反应
加成反应
在一定条件下，苯可以与氢气等发生加成反应，生成环己烷 等饱和烃。
聚合反应
在某些条件下，苯可以发生聚合反应，生成高分子化合物。
03
苯环上的取结词
取代基对苯环的活性具有显著影响，主要通过诱导效应和共轭效应两种方式。

有机化学芳香烃

有机化学芳香烃

4.1.2.2 芳烃衍生物的命名
当苯环上连有- ,-CHO,- ,-COOH,- 当苯环上连有-OH,- ,- ,- ,- NH2,- ,-NO2,- 3H,- 等基团时我们又该 ,-SO ,- ,-X等基团时我们又该 如何命名这样的化合物呢? 如何命名这样的化合物呢? 首先仍然是选择一个母体. 首先仍然是选择一个母体. 一般我们按一定的次序选择一个最优先的基团 选择一个最优先的基团, 一般我们按一定的次序选择一个最优先的基团, 并将它与苯一起作为一个完整的母体.其它都作 并将它与苯一起作为一个完整的母体. 为取代基来看. 为取代基来看. 这一次序我们称为" 优先次序 ",它与在烯烃一 完全没有任何关系. 章中介绍的" 次序规则 "完全没有任何关系. 一些常见基团的优先次序如下: 一些常见基团的优先次序如下
3-硝基-5-羟基苯甲酸 -硝基- -
注意: 只是在选择母体时才有用, 选择母体时才有用 注意: " 优先次序 "只是在选择母体时才有用,
在选好母体后, " 优先次序 "则不再有任何用 在选好母体后, 处.
武汉大学医学有机化学2009 武汉大学医学有机化学2009
练习
HOOC
CH3O
SO3H
O2N
作为取代基,按烷烃的命名方法来命名. 作为取代基,按烷烃的命名方法来命名.
CH3 CH2 CH CH3 CH CH3
2-甲基-4-苯基戊烷 -甲基- -
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命名
若苯环上连有不饱和基团时 通常也是将苯基作 若苯环上连有不饱和基团时,通常也是将苯基作 连有不饱和基团 为取代基处理 命名将遵守烯或炔烃的命名原则. 处理. 为取代基处理.命名将遵守烯或炔烃的命名原则.
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现代物理方法测定苯的结构为：
苯分子模型
苯分子环状结构及 π 电子云分布图
六个碳原子上的六个π电子离域、完全平均化， π电子云均匀分布在苯环平面的上下两侧。
1. 具有 6π 电子的闭合共轭体系， 使得苯环具有高度的对称性和特 殊的稳定性。 2. 由于形成了闭合共轭体系，无单、 双键之分，故苯的邻位二元取代 物只能有一种。
分子式C6H6，高度不饱和性。
事实：苯极为稳定，不易氧化，难加成， 易取代（在催化剂的作用下）。 苯的这种性质来自苯的特殊结构。
历史上苯的表达方式
Kekule式
双环结构式
棱形结构式
杜瓦苯
棱晶烷
向心结构式
对位键 结构式
余价 结构式
苯现在的表达方式
价键式
分子轨道离域式
共振式
自旋偶合价键理论 （1986年Copper等提出）
离域式
（二）常见的亲电取代反应
1. 卤代反应
亲电试剂是卤素与卤化铁生成的配合物。
2. 硝化反应
亲电试剂是硝酰正离子 。 由浓硝酸与浓硫酸作用生成的。 硝酰正离子是很强的亲电试剂。
3. 磺化反应
苯与浓硫酸在75-80℃或发烟硫酸（SO3+浓 H2SO4）在40℃时反应。
苯磺酸
亲电试剂是 SO3（+SO3H ） 三氧化硫是电中性的分子，但可极化，SO3 的硫原子显正性，通过硫原子进攻苯环。
CH2
联苯和联多苯：分子中两个或 两个以上的苯环直接互相连接。
稠环芳香烃：苯环通过共用相邻的 碳原子相互稠合而成的芳香烃。
萘
蒽
芳香烃是合成芳香族化合物的重 要原料，而芳香族化合物又是医 学、染料及国防等工业的重要物 质。芳香烃主要来自石油C5-C8 馏分的芳构化。
二、命名
1.卤原子（ -X ， X=F ， Cl ， Br ， I ）和硝基（ NO2 ）、亚硝基（ -NO ）等，命名时看成取 代基。
CH2
Ph- （苯基） PhCH2- （苄基）
练习：
CH3 NO2 Br Br
SO3H NO2
H3C CH2 CH CH2 CH3
CH3
2-硝基-3,5-二溴 甲苯
O2 N CH CH2
2-硝基对 甲苯磺酸
3-苯基戊烷
COOH H2N
3-硝基苯乙烯
环己基苯
对氨基苯甲酸
第二节
一、凯库勒结构式
苯的结构
有机化学
芳 香 烃
第一节
分类和命名
简称芳烃,是芳香族化合物的母体。这 里是指分子中含有苯环的烃类。 苯是最简单最重要的芳香烃。 根据所含苯环数目的多少，又可分为 单环芳香烃和多环芳香烃两 类。
一、分类 1. 单环芳香烃
分子中只含有一个苯环
CH3
CH CH2
2. 多环芳香烃
分子中含有两个或两个以上的苯环 根据苯环的连接方式，可分为三类： 多苯代脂烃：可看作是脂肪烃中两个或两个 以上氢原子被苯取代的化合物。
HC CH2 CH3 H3C CH2CH C
苯乙烯 2-苯基 -2-戊烯
2-甲基-3-（3-甲 基苯基）丁烷
2-甲基-4-苯基戊烷
当苯环上有两个取代基
CH3 CH3 间-二甲苯 CH3
CH3 CH3 邻-二甲苯
CH3 对-二甲苯
o- (1,2-) m- (1,3-) p- (1,4-)
有三个或三个以上取代基
CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 H3C H3C CH3
连-三甲苯
偏-三甲苯
均-三甲苯
1,24，5和6表示。 相同的三元取代基还可用“连”、“偏”、 “均”表示。
芳香烃分子中的一个氢原子被去掉 后，所余下的原子团称为芳基，常 用Ar-表示。 用Ph-表示苯基（Phenyl）， 用Bz-表示苄基(苯甲基，Benzyl) 苯benzene; 甲苯toluene
共振论和分子轨道对苯芳香特性的解释（了解）
共振论认为： 苯的芳香性是 由于两个等同 的极限结构的 共振引起的。
分子轨道理论认 为：苯的芳香性 是由于苯存在一 个封闭的共轭体 系引起的。
第三节 苯及其同系物的物理性质
单环芳烃有特殊的气味，蒸气有毒， 对呼吸道、中枢神经和造血器官产生 损害。 有的稠环芳烃对人体有致癌作用。 溶解性：苯及其同系物多数为液体， 不溶于水，易溶于有机溶剂。
烷基化亲电试剂是碳正离子R+。
RCl + AlCl3 [ RCl• AlCl3] 络合物 R+ + AlCl4-
第一步是生成σ配合物 第二步和第三步转变为苯磺酸。 -
+
练: 完成下列反应式： 1. + CH2=CHCH3
H2SO4
2.
+ (CH3)3C-OH conc.H2SO4
4. Friedel-Crafts烷基化和酰基化反应
简称傅-克反应。
R=烷基
（1）烷基化反应：
RX做烷基化试剂。 路易斯酸作催化剂（催化量）。 3º RX>2º RX>1º RX. 醇、烯、环氧化合物做烷基化试剂。
2. 含氨基（ -NH2 ），羟基（ -OH ） ，羧基（ COOH），醛基（-CHO），磺酸基（-SO3H） 的化合物母体分别是胺、酚、酸、醛和磺酸。 （见书p232）
简单烷基一取代时，可以苯环为母体命 名。
H2C CH3
CH3
乙苯
甲苯
若侧链为不饱和烃基（如烯基或炔基） 或较复杂烷基等，则 以不饱和烃为母体 命名，苯环（苯基）作为取代基。
第四节 苯及其同系物的化学性质
苯及同系物具有特殊的“芳香性”。 主要表现在取代、加成和氧化反应 取代反应最重要。
一、苯环上的亲电取代反应 （一）反应机制
亲电取代反应 (Electrophilic Substitution)
-络合物的表达方式（了解）
H
E + +
H
E
+
H
E
H
+ E
共振式
苯具有特殊的稳定性---从氢化热数据看苯的内能。
环己烯 氢化热（kJ / mol） 119.5 (测定) 119.5 环己三烯 苯
119.53=358.5 208.5 (根据假设计算) (测定) 119.5 69.5
每个C=C的平均氢化热 （kJ / mol）
从整体看： 苯比环己三烯的能量低 358.5 - 208.5 = 150 kJ / mol （苯的共振能） 苯比环己二烯的能量低 231.8 - 208.5 = 23.3 kJ / mol