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稠环芳烃

五、苯环上取代反应的定位规则(一)、两类定位基
NO2
+
+2
2
定位基:苯环上原有的基团,决定第二个取代基进入的位置。

可分为两类:
1.第一类定位基(即邻对位定位基)―O-、―N(CH3)2>―NH2>―OH >―OCH3>―NHCOCH3>―OCOCH3>―CH3>―Cl >―Br >―I 、―C6H5 ┄
这类定位基可使苯环活化(卤素除外)。

其特点为:
a. 带负电荷的离子。

b. 与苯环直接相连的原子大多数都有未共用电子对,且以单键与其它原子相连。

c. 与苯环直接相连的基团可与苯环的大π 键发生σ,π–超共轭效应或具有碳碳重键。

2. 第二类定位基(即间位定位基)―N+(CH3)3>―NO2>―CN >―SO3H >―CHO >―COOH >―COOR >―CONH2>―+NH3等.
这类定位基它们使苯环钝化。

其特点是:
a. 带正电荷的正离子。

b.与苯环直接相连的原子以重键与其它原子相连,且重键末端通常为电负性较强的原子。

(二)、定位规律的理论解释
1. 第一类定位基(即邻对位定位基)
(1)表现为+I、+C效应的基团,但这里的+C效应是通过σ,π–超共轭效应使苯环致活的。

如:
―CH3、―CH2X (X=F、Cl、Br、I)。

以甲苯为例:
2
(2)具有–I 和+C 效应的基团,它又可分为:
A.:+C >–I 的基团:如:―OH 、―OR 、―NR 2、―OCOR ┄ 等。

以苯酚为例
:
+ C >I
B :+
C <–I 的基团:
+ C
>I
2. 第二类定位基(即间位定位基)这类基团除正离子外,均属表现为–I 、–C 效应的基 团。

如:―NO 2、―COR 、―COOH 等。

(三)影响定位效应的空间因素
1. 芳环上原有基团的空间效应:芳环上原有基团的体积增大,对位产物增多。

2. 新引入基团的空间效应:对位产物随新引入基团体积的增大而增多。

如果芳环上原有基团与新引入基团的空间位阻都很大时,对位产物几乎为100%。

(四)、定位规律的应用 1. 预测反应产物:
(1) 环上原有两个取代基对引入第三个取代基定位作用一致,仍由上述定位规律决定。

(2) 环上原有两个取代基对引入第三个取代基定位作用不一致,有两种情况:A. 原有两个取代基为同一类定位基:由定位能力强的定位基决定。

B. 原有两个取代基为不同类定位基:由第一类定位基决定。

2. 指导多取代苯的合成——正确选择合成路线:
H
2CH
3H
CH 3
23
第二节 稠环芳烃
多环芳烃是指分子中含有多个苯环的烃。

这里包括:多苯代脂烃、联苯和联多苯、稠环芳烃,以至富勒烯也可归到多环芳烃中。

本节的重点是稠环芳烃。

稠环芳烃是指多个苯环共用两个或两个以上碳原子的芳烃。

1
23
4
5
6
78910
1
23
4
56
78
9
1012
3
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7
8
9
10
123
4
56
7
8
9
10
萘蒽


α
βγ
α
β一、
一、萘的结构:
0.139
芳香性:苯 > 萘 > 菲 > 蒽。

二、萘的化学性质: (一)亲电取代反应
硝 化:
+ HNO 3
H 2SO 4。

2
卤 代:
+ Cl 2
Fe
磺 化:
+ H 2SO 4
3H。

(二)加成反应
或1,2,3,4 -四氢化萘
十氢化萘
(三)氧化反应
+ O2
V2O5 - K2SO4。

O
=
=
O
O
第三节非苯芳烃及芳香性的判据
稠环化合物的芳香性顺序是:苯>萘>菲>蒽。

休克尔规则:若成环的化合物具有平面的离域体系,而且π电子为4n + 2(n=0,1,2,3……)时,均具有芳香性。

具有芳香性化合物的特点是:(1)必须是环状的共轭体系;
(2)具有平面结构——共平面或接近共平面(平面扭转<0.01nm);(3)环上的每个原子均采用SP2杂化(在某些情况下也可是SP杂化);
(4)环上的π电子能发生电子离域,且符合4n + 2 的Hückel规则。

SP2
+
π=3
π=4
π=2



+
π=6
π=4

无。

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