CH3
CH3
（1）单环芳烃
CH3
（2）多环芳烃 （3）稠环芳烃
苯
连苯
甲苯
间二甲苯
C
H 三苯甲烷
萘
蒽
菲5
5.1 芳烃的构造异构和命名
5.1.1 构造异构
苯及其同系物的通式为：CnH2n-6。
例如苯有六个碳和六个氢，其六个碳和六个氢 是等同的；
结构异构：
一元取代：只有一种
CH3
二元取代：有三种 三元取代：有三种
CH3
CH3 CH3
CH3
CH3
H3C CH CH3
CH CH2
CH3
H3C
CH3CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3 CH63
5.1.2 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“ 某烷(基)苯 ”。如：
（(m2-）)、苯C对H环3(p上-连)表有示两C取H个2代C取H基3代的H基3相C时对C，H位可置C以H。3用邻（o-）、间
法制备。
39%
Cl
55%
6B%r
20
32.9%
65.8%
1.3%
（1）亲电取代反应
(b) 硝化
苯与混酸（浓硫酸与浓硝酸的混合物）于50~60℃下反应， 则环上的一个氢原子被硝基（－NO2）取代，生成硝基苯。 这类反应被称为硝化反应。
+
浓HNO3
浓H2SO4，50～60oC 75%~85%
NO2 + H2O
❖ 沸点 比相应的烷、烯烃要高，随分子量增加而有规律地变化，每 增加一个系差，则沸点增加30℃左右。苯的沸点为80℃。
❖ 溶解度 苯及同系物难溶于水，易溶于有机溶剂(二甘醇、环丁砜等 特殊溶剂)，苯本身就是极好的有机溶剂。如：苯和乙酸异戊酯的混合 液，俗称“ 香蕉水 ”，是油漆的良好溶剂。
❖ 密度 d<1，大约在0.86~0.9之间。但比分子量相近的烷烃、烯烃的 相对密度大。
HO
COOH
OH OMe
NO2 OH
CHO NH2
SO3H
HO
间羟基苯甲酸 邻甲氧基苯酚 3-硝基-2-羟基-苯磺酸 2-氨基-5-羟基苯甲醛
10
常见一价芳基和两价芳基名称
习题5.2 命名下列各化合物或基
CH3
CH3
CH3
CH3
H3C
CH3
CH3
C2H5
CC H
CH3
CH(CH3)2
1-甲邻基甲-苯2-乙基基-4-异间丙甲基苯苯基顺-（或对E甲）苯-2-基苯基-2-丁1,烯2-亚苯2基,6-二甲1,(4基-亚)苯苯基基
发生取代—保留稳定环
不易氧化
低氢化能
14
苯的结构表示法
历史的原因
仍被采用
现实的—— 越来越多被采用。
无法准确表示环上的p电子数，如 但也有缺点
无法表示电子云的实际分布 （取代苯，稠环芳烃， 电子云实际上不是完全平均的）
15
5.3 单环芳烃的物理性质
❖ 状态 芳烃大多是有特殊气味的油状液体，苯及苯蒸气有毒，可影响 人的呼吸道和造血器官。长期接触容易导致白血病，在苯的同系物中， 二甲苯的毒性相对较小。
CH3
甲苯
CH3
CH3
乙苯
CH3
异丙 苯
CH3
CH3
1,2-二甲 苯
1,3-二甲 苯 1,4-二甲 苯
7
邻二甲 苯
间二甲 苯
对二甲 苯
(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 CH3
CH3
CH3
(4)近代物理方法证明，苯分子的六个碳原子和六个氢 原子都在同一个平面上，其中六个碳原子构成平面六 角形，碳碳单键的键长均为140pm，比烷烃中碳碳单键 154pm短，比烯烃的碳碳双键134pm长。苯的各键角都 是120度。
12
5.2.1 价键理论
根据杂化理论，苯分子中的碳原子都是sp2杂化轨道。每个碳 上余下的未参加杂化的p轨道由于垂直于苯分子形成的平面而 相互平行，所有p轨道之间都可以相互重叠，形成了一个“六 个π电子闭环的共轭体系”，所以，碳碳键长完全相等，它 比烷烃中的碳碳单键短，而比孤立的碳碳双键长。
用分子轨道研究其结构
本质：平面环状结构，环上具有由4n+2个p电子 组成的电子系统
不含苯环，而且有上述结构特点和性质 非苯芳烃 3
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。
4
芳香化合物的分类
酰基化反应特点： ①不发生多取代； ② 不重排，用于制长链烷基苯。
26
5.4.1 芳烃苯环上的反应
（2）亲电取代反应的机理
首先亲电试剂E+进攻苯环,并很快和苯环的电子形成络合物
快
+ E+
E+
络合物中亲电试剂 E+ 进一步与苯环的一个碳原子直接连接,形成 络合物
HE
慢 E+
+
C: sp2 → sp3
第五章 芳烃 芳香性
❖ 5.1 芳烃的构造异构和命名
❖ 5.2 苯的结构
❖ 5.3 单环芳烃的物理性质
❖ 5.4 单环芳烃的化学性质
❖ 5.5 苯环上亲电取代反应的定位规律
❖ 5.6 芳香族亲电取代反应中的动力学和热力学控制
❖ 5.7 稠环芳烃
❖ 5.8 芳香性
❖ 5.9 富勒烯
❖ 5.10 芳烃的工业来源
烷硝基基苯苯在若混要酸进作一用步下硝，化发，生反环应上更取困代难，，反需应要比用苯发容烟易硝酸与浓
硫C酸H3 混合及更高的反应CH温3 度。 CH3
CH3
NO2浓HNO3，浓H2SO4
NO2 NO2 +
NO2 +
NO2
+
浓30HoCNO3
浓 H2SO4 100～110oC
+
+Leabharlann NO2NO2NON2O2
络合物很容易失去质子，形成苯环
HE
E
+快
+
+
H
27
28
由亲电试剂首先进攻的取代反应
HE
E
+ E+ 快
慢
E+
+
快
+
+
H
+
X
XX
Al-X络3 合物X2：+ A是lX3较稳定的中间体，它的稳
❖ 稳定性 烷基越多，稳定性增加，有空间效应。
❖ 危险性 苯爆炸极限1.5~8.0%（V），燃烧时火焰明亮，若空气不 足，则有大量黑烟（C:H高，燃烧不完全，有碳生成）。苯蒸气密度 大于空气，易聚于场面附近，难扩散，燃烧危险性大。 例如，在1987年，广州－西安的272次列车，一旅客违章携带一桶 “香蕉水”，因密封不严泄露，不慎被引燃，烧死34人，伤30余人。16
❖ 5.11 多官能团化合物的命名
1
一、教学目的和要求
通过对本章的学习，掌握芳烃的定义、分类、苯的结构、 闭合共轭体系、芳香性及苯的同系物的命名，掌握苯环上 的亲电取代反应及定位规则，侧链卤代和氧化反应，掌握 萘的结构及命名，萘的亲电取代反应、氧化反应；熟悉休 克尔规则及非苯芳烃的芳香性判断；了解联苯、蒽、菲的 结构及命名以及苯及其同系物的主要物理性质（易燃性）。
邻亚苯基 对亚苯基
11
5.2 苯的结构
苯的分子式为C6H6，具有如下性质：
❖（51.）2.一1 般价不键容理易发论生加成和氧化反应，而容易发生取
代反应；
❖（52.）2.一2 元分取子代轨物只道有理一论种，邻二取代物也只有一种； ❖（ 14593.）.24.有k3Jm特o共殊l-1的振。稳论定对性苯：分氢化子热结比构设的想的解环释已（三略烯小）
和提纯中均已采SO用3H 。
SO3H
去除
24
（1）亲电取代反应
(d) Friedel－Crafts(傅列德尔(法)－克拉夫茨（美）)
此制反应备中烷应注基意苯以和下几芳点酮： 的反应
1°常用的催化剂是无水AlCl3，此外 FeCl3、BF3、无水HF、SnCl4、ZnCl2、
H芳3PO烃4、与H2S卤O4等烷都在有催无化水作用三。氯酸化用于铝发催生酰化基作化用反应下。:
❖ (a) 卤化 ❖ (b) 硝化 ❖ (c) 磺化 ❖ (d) Friedel-Crafts反应 ❖ (e) 氯甲基化
19
（1）亲电取代反应
(a) 卤化
苯环上和卤代反应较困难，常用FeX3(Lewis酸）
作催化剂。
+
Cl2
FeCl3,25oC 90%
Cl + HCl
控 因制是苯亲过电量反，应不，要所太以激苯烈的，同避系免物二（卤甲代苯。）比苯更易反应。
H
H
H
H
H
H
13
5.2.2 分子轨道理论
三个成键轨道电子云叠加的总形象：
反键轨道
没有交替的单双键； 键完全平均化；
能
ψ6
键长完全相等。
ψ5
ψ4
量
电子云完全平均化 只有一种溴代苯
没有单双键之分
只有一种邻二溴ψ2代苯
ψ3
成键轨道
具有特殊的稳定性 在整个苯环上离域， 电子云可以
ψ1
不发生加成（避免破坏闭合环状大π键）
芳基：芳烃从形式上去掉一个氢后所剩下的原子团；