《有机化学》
第六章芳烃
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本章讲解的主要内容
6.1芳香烃的来源、苯的结构式及表达式 6.2苯衍生物的异构和命名
6.3苯的亲电取代反应
6.4苯环上取代反应的定位效应及反应活性 6.5烷基苯芳香侧链的反应
6.6烯基苯
6.7联苯
6.8稠环芳烃
6.9芳香性，休克尔规则
6.10非苯芳香化合物
芳香烃的分类：
6.1 芳烃的来源、苯的结构及表达式
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6.1.1 芳香烃的来源
自从1845年从煤焦油内发现苯及芳香族化合物后，很长时间煤焦油是一切芳香族化合物的主要来源。
自20 世纪40年代以来，许多石油工业发达的国家，逐渐研究出由石油加工制取芳香族化合物的方法。
石油馏分中主要含有环烷烃和链烃，将它们转化为芳烃的主要方法是重整和芳构化。
6.1.2苯的结构及表达式（凯库勒（Kekulé）式）
Kekul é1865年提出苯（C 6H 6）是碳碳链首尾相连的环状结构，环中三个单键、三个双键相间。
H
H
H H
H
H 6.1 凯库勒（Kekul é）式
Kekul é提出苯环上的六个氢是等同的，因此只有一种一取代物，一种邻二取代物。
H
H
H H
H
H H H
H H
H
H 凯库勒（Kekul é）式
苯环中的双键没有固定的位置，它在平衡位置不断的摆动，因此下列两个邻二卤代物是等同的。
H
X
X H
H
H H X
X H
H
H 凯库勒（Kekul é）式
Kekulé式能解释苯的一些现象：
苯的一取代物只有一种；
苯可以加氢还原为环己烷；
在光照条件下，苯可以和三分子氯气加成。
Kekulé式不能解释苯的现象：
苯容易发生取代反应，却难于发生加成和氧化反应； 按照Kekule结构式，邻位二取代应该有两个异构
体，但实际上只有一个；
苯的氢化热远低于想象中的环己三烯结构（苯更稳定）。
实际上是一个化合物！
苯的特征引起化学家的浓厚兴趣：
分子式C6H6，C:H=1:1，不饱和程度高（4） 稳定性好：可由在1000℃制取；不被高锰酸
钾氧化，不易发生加成反应
芳香族化合物的特性－芳香性：
苯环易发生取代，难发生加成反应
不易氧化
苯环具有特殊稳定性
6.2 苯的稳定性，苯的结构
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120 kJ/mol 120 kJ/mol 231 kJ/mol
231 kJ/mol 208 kJ/mol 208 kJ/mol 360 kJ/mol
360 kJ/mol 3 x Cyclohexene
苯比设想的环己三烯稳定，
能量差约为150Kj/mol
苯的结构及表达式（凯库勒式）
近代物理方法对苯结构的研究结果：
¾苯的六个碳原子形成平面正六边形；
¾碳－碳键长均等，为1.39 Å；
¾所有键角均为120o。
¾根据共振论，苯可视为二个等价的Kekule结构式的共振杂化体。
H H
H H H H
H H H H H H 苯的共振式
苯环的稳定性是由于苯是由两个完全等价的共振式杂化而成。
两个共振式稳定性相同，对杂化体参与程度也相等，所以共振引起的稳定作用应是很大的
苯的共振式
苯也可用一个带圆圈的正六边形表示。
其中直线表示单键，圆圈表示六个离域的π电子。
六边形每一个角上连有一个氢原子。
CH 3CH 3
芳烃的共振式
单双键交替的共振式仍被广泛用于研究苯取代反应机理，这时共振式已不再代表已三烯的结构，而是共振式的简写。
CH 3代表
苯的结构
用现代技术测定苯的结构，证明苯是一个平面分子，它有六个等长的键，六个键组成正六边型，键角120º。
键长
0.139nm ，键长介于碳碳单键和碳碳双键之间，完全平均化
1.39 Å 1.39 Å1.39 Å 1.39 Å1.39 Å
1.39 Å 1.46 Å
1.34 Å
苯环中的六个碳均为sp 2杂化，
杂化，未参与杂化的p 轨道带着一个电子垂直于环平面，形成一个闭合的大π键。
苯的杂化轨道模型
每个碳剩下的p 轨道垂直于环所在的平面，相互平行，可在各个方向上进行重叠，重叠的结果形成一个闭合的环状的大π键。
苯的杂化轨道模型
形成的π电子云像两个连续的面包圈，一个位于平面的上面，一个位于平面的下面。
苯的杂化轨道模型
苯的分子轨道描述：
6.3 苯衍生物的命名
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6.2 苯衍生物的异构和命名6.2.1 苯的一元衍生物命名
其命名方法有两种：
（a）以苯为母体
（b）苯为取代基
6.21苯的一元衍生物命名
（a）以苯为母体命名
，简一取代苯无异构。
苯环作为母体：－X，－NO，-NO
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单烷基作为取代基命名。
如：
顺序规则中排在R 之前的基团（优先基团）与苯环相连时；
带较长烷基或取代基较复杂时；
分子中有多个苯环，以任一苯环为母体命名都有困难时；
取代基带官能团时。
（b ）以苯为取代基命名
苯为取代基的一元衍生物命名
取代基为烯或炔等不饱和基团，一般作为取代烯或炔来命名
6.2.1 苯的一元衍生物命名
1,2 = ortho (缩写为o-)1,3 = meta
(缩写为m-)
邻o 间m 对p
Ortho, Meta, 和Para
二取代苯的命名（邻间对） 二甲苯：xylene
苯甲醛Benzaldehyde
CH
O 常见苯的衍生物命名法
苯甲酸Benzoic acid
COH
O 常见苯的衍生物命名法
苯乙烯Styrene CH2
CH
常见苯的衍生物命名法
甲苯Toluene CH3
常见苯的衍生物命名法
苯甲酮
Acetophenone CCH 3
O
常见苯的衍生物命名法
苯酚
Phenol OH
常见苯的衍生物命名法
苯甲醚Anisole OCH3
常见苯的衍生物命名法
苯胺
Aniline
NH 2
常见苯的衍生物命名法
NO2
苯甲醚Anisole 对硝基苯甲醚p-Nitroanisole 4-Nitroanisole 4-硝基苯甲醚
苯的衍生物的名字作为母体
溴苯Bromobenzene
叔丁基苯
tert-Butylbenzene
硝基苯
Nitrobenzene
NO2
C(CH3)3
Br
把苯作为母体命名
苯基phenyl
苯酚
phenol
苄基
benzyl
OH
CH2—
容易迷惑的几个名字
CH3—
对甲苯基
p-tolyl
4-氟-1-氯-2-溴苯（按原子量从小到大排列）2--1-chloro -4-fluoro benzene （按字顺排）Cl
F
命名练习。