芳香族化合物合肥工业大学有机化学(ppt)

亲二烯体
一、芳烃苯环上的反应---聚合反应
A lC l3, C uC l2 n
聚苯
n
第五章 芳 烃 芳 香 性
芳烃的构造异构和命名 苯的结构 单环芳烃的化学性质 a. 芳烃苯环上的反应
b. 芳烃侧链的反应
苯环上亲电取代反应的定位规则 稠环芳烃 芳香性 多官能团化合物的命名
五.苯环上亲电取代反应的定位规则
慢
+ N O 2
H N O 2
NO2+H3O+HSO4 硝 酰 正 离 子
H
N O 2
快
N O 2 + H S O 4
+ H 2 S O 4
亲电取代反应
还 原
Ar NO 2
Ar NH2
偶 氮 染 料
N=N
磺 胺 药 H2N
SO 3H
磺胺嘧啶银
苏丹红Ⅱ号
亲电取代反应
c. 磺化:
浓 硫 酸25℃ H2SO4 SO3
这类定位基在与苯环直接相连的原子上一般具有单键或具 有孤对电子（或带负电荷），具有推电子效应。一般使苯环活 化，反应速度比苯快。
定位规律
b. 间位定位致钝基
N (C H 3)3，N O 2，C F 3，C C I3， 强 第 二 类 定 位 基 C N ，C O O H ，S O 3H ，C H O ，中
CH2
C H
CH2CHCH2CH3 C H CH3
2-甲 基 -3-苯 基 戊 烷
顺 --5 -甲 基 -1 -苯 基 -2 -庚 烯
一、芳烃的构造异构和命名
芳烃从形式上去掉一个氢原子后所剩下的原子团，称为芳基， 常用 Ph-(phenyl的缩写) 。
H2C

H+
+
O
r. t.
O
SO3H
HO3S O
SO3H
41%
15%
•噻吩还可直接用硫酸磺化（活性大，较稳定）
H 2S O 4
S
r. t.
S S O 3H
应用：除去苯或甲苯中的噻吩
&
S
（少量）
反应快
H2SO4 r. t.
S SO3H
溶解于硫酸中
（3）其它亲电取代
• 卤代
O
Br2 / 0oC
稀溶液
O
Br ,
1. 吡咯的酸碱性
吡咯的一些特殊性质
吡咯N的碱性很弱
R
N
R NR
H
Kb ~1014
~104
N H
H +
H NH H
H
H
NH H
NH H
正电荷分散在多个原子上
H+
N
N
H
HH
吡咯的质子化发生 在环上（主要是 位），不在N上
正电荷集中在N原子上
吡咯N-H的弱酸性
R NH
R
N H
N
N 吡 嗪 Pyrazine
稠环芳香性六元杂环化合物
N 喹 啉 Quinoline
5 6
7 8
4 3

1
异喹啉 Isoquinoline
2. 定编号
一般从杂原子编起，含多个杂原子时按O， S，N的次序编号。
CH3 4
3 Br
5 O 2 Br 1
4-甲基-2，3，-二溴呋喃
4
C
H
5
3
N3 2
S 1
OH

2
第一节 芳香化合物的定义
第一阶段：从植物胶中取得的具有芳香气味 的物质称为芳香化合物。 第二阶段：将苯和含有苯环的化合物称为芳 香化合物。 第三阶段：将具有芳香特性的化合物称为芳 香化合物。
3
芳香性的概念 1 C/H的比例高。 2 具有平面和接近平面的环状结构。 3 键长接近平均化。 4 化学性质稳定，易发生亲电取代而不易 发生加成。
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
13
4 难以发生加成反应
（1） 其它不饱和键优先发生加成
4
第二节 芳香烃的物理性质
芳香烃不溶于水，但溶于有机溶 剂。一般芳香烃均比水轻。沸点随相 对分子质量升高而升高。熔点除与相 对分子质量有关外，还与结构有关， 通常对位异构体由于分子对称，熔点 较高。
5
历史上苯的表达方式
Kekul’e式
双环结构式 杜瓦苯
棱形结构式 棱晶烷
向心结构式
对位键 结构式
余价 结构式
Br
快
+ H+ + Br3-
30
*4 常用的卤化试剂
氟化（XeF2 , XeF4 , XeF6） 氯化（Cl2+FeCl3 , HOCl） 溴化（Br2 , Br2 + Fe , Br2 + I , HOBr , CH3COOBr） 碘化（ICl , I2 + HNO3 , I2 + HgO, KI）

HE HE
+或
+
HE
+
HE
+
.
20
σ络合物的能量比苯高，不稳定，很容易从 sp3
杂化碳原子上失去一个质子，使该碳原子恢复成
sp2 杂化状态，再形成六个 π 电子离域的闭合共轭
体系——苯环，生成取代苯。其反应机理可表示如 下：
+
+E
亲电试剂
HEsp3杂E化sp2杂化
+
E
+
+ -H
+H+
π络合物 σ络合物 取代苯
O
R C
δ
δ
R o rR X A lC l3
.
31
5.2加成反应
苯环易起取代反应而难起加成反应，但并不是绝对的，在特 定条件下，也能发生某些加成反应。
1．加氢
NP i， + 3H 2
180~250℃
2．加氯 + 3Cl2
光 50℃
H Cl
CH l
H Cl
Cl 六 六 六 H 对 人 畜 有 害 ， 世 界 禁 用 ，
.
18
第五节 单环芳烃的化学性质
亲电取代反应及机理
亲电取代反应 苯环上氢的亲电取代反应：苯环上电子云密
度高，易被亲电试剂进攻，引起 C—H 键的氢被 取代，称为亲电取代反应。
.
19
5.1 亲电取代反应机理
苯与亲电试剂 E+ 作用时，生成 π 络合物，接 着亲电试剂从苯环的 π 体系中得到两个电子，生成 σ 络合物。此时，这个碳原子由 sp2 杂化变成 sp3 杂 化状态，苯环中六个碳原子形成的闭合共轭体系被 破坏，变成四个 π 电子离域在五个碳原子上。从共 振论的观点来看，σ 络合物是三个碳正离子的共振 杂化体：