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稠合芳烃与非苯芳烃


* 多苯代脂烃的苯环被取代烃基活化,比苯更易发生取代反应。
* 与苯环相连的亚甲基和次甲基受苯环的影响,也具有良好的
反应性能, 容易被氧化、取代和显酸性。
(C6H5)3CH
H2CrO4 HOAc
(C6H5)3COH
(C6H5)3CH
Br2
(C6H5)3CBr
(C6H5)3CH + Na+NH2
(C6H5)3C-Na+ + NH3
5
多苯代脂烃
三苯甲烷氧化得到三苯甲醇:
三苯甲醇与SOCl2反应得到三苯(基)氯甲烷,后者在苯溶液中 与锌粉作用,得到黄色的三苯甲基自由基溶液:
在无氧的条件下,将溶液蒸发,得到三苯甲基的二聚体,长 期以来,认为是六苯乙烷,现已证明是环己二烯的衍生物:
6
多苯代脂烃
通过下列反应,可以证明三苯甲基自由基能够独立 存在,这在理论和实际上很有意义。
CH3 CH3
1 O3 2 分解
CH3 CH3
1 O3 2 分解
O CH3 O CH3
二乙酰(10)
O 2 OHC-C-CH3
丙醛酮(1)
15
(1)萘的氧化
O
稠环化合物:萘
O
V2O5
O
200-500oC
CrO3-HOAc 10-15oC
O
O
CH3
CrO3-HOAc 25oC
O CH3
O
温和氧化剂得醌, 强烈氧化剂得酸酐。
萘环比侧链更易氧 化,所以不能用侧 链氧化法制萘甲酸。
NH2
<O>
COOH COOH
NO2
<O>
电子云密度高的环易被氧化。
NO2 COOH COOH
16
稠环化合物:萘
(2) 萘的还原
反式十氢萘
顺式十氢萘
H2 / pt 高温高压
H2 / 弱催化剂 高温高压
H2 / Ni (pd) Na, C2H5OH 152oC
1968年测出了二 聚体的实际结构
Zn 2Ph3CCl CO2气流保护下进行
Ph3C•的苯溶液
<O>
振荡
(黄色)

六苯乙烷
二聚体(油状物) 蒸发
Ph3C-O-O-CPh3
Ph3C H
=C(Ph)2
9
多苯代脂烃 联苯
两个或多个苯环以单键直接相连的化合物称为联苯类化合物。
1 命名
3 2 2' 3'
3 2 2' 3' 2" 3"
三苯氯甲烷在液体SO2中能电离成三苯甲基正离子 和氯离子:
三苯甲基正离子比较稳定,可以同亲核性弱的负离
子形成稳定的盐。在苯环的邻、对位再引入给电子基
团,会使三苯甲基正离子更加稳定,就得到一类色泽
鲜艳的染料——三苯甲烷类染料,例如:
7
多苯代脂烃
N
CHX
3
结晶紫
N
CH
X
2
孔雀绿
三苯基碳负离子、正离子或自由基都是比较稳定的:一方面形成 共轭体系,电荷分散;另一方面主要是有空间位阻。由于苯基体 积较大,三苯甲基正离子、三苯甲基自由基的三个苯基不可能同 时与中间的碳原子共平面,而是排成螺旋桨式。
4
1 1'
4' 4
1 1'
4' 1"
4"
5 6 6' 5'
5 6 6' 5' 6" 5"
(二)联苯
三联苯
Cl Cl
32
2' 3'
4
1 1'
4'
5 6 6' 5'
2,2’-二氯联苯
3 2 NO2 2' 3'
4
1 1'
4' NO2
5 6 6' 5'
2,4’-二硝基联苯
10
2 制备
多苯代脂烃
H +H
。 700~ 800 C
多苯代脂烃
链烃分子中的氢被两个或多个苯基取代的化合物称为多苯代脂烃
1 命名
多苯代脂烃命名时,一般把苯基作为取代基
CH2
CH
CH2CH2
二苯甲烷
三苯甲烷
1,2-二苯乙烷
1
2 制备
多苯代脂烃
可用傅 - 克烷基化反应来制备,但是苯要大大过量。
C6H6 + CCl4
(C6H5)3CCl
2
3 化学性质
多苯代脂烃
Fe
Cu
2
I
+ H2
Zn
NO2
NaOH
NN HH
HCl
H2N
NH2
3 化学性质
联苯可以看作是苯环上的一个氢原子被另一个苯环所取代,
因此,每一个苯环与单独苯环的行为是类似的,苯基取代
基是邻对位定位基。
11
HNO3 H2SO4
多苯代脂烃
(主)
NO2 HNO3
H2SO4
O2N
(主)
NO2
H3C
HNO3 H2SO4
6 54 3
7
2

8
1
9 10
有五种不同的位置 1-8,2-7,3-6,45,9-10。
亲电取代反应最易在萘的位,蒽的中位,菲的9,10位发生。 13
α
8
1
7
9

6
3
10
5
4

萘的结构:
稠环化合物
8 7 6
5
γα
91

3 10 4

9 10
8
1
7
2

65
43

5 6
7 8
3
4
2
1
10 9
0.13α6
α β
β 0.140
0.140
0.139
苯的共轭能:150 kj·mol-1;
0.139
萘的共轭能:225 kj·mol-1。
芳香性:苯 > 萘 > 菲 > 蒽。 14
稠环化合物:萘
结构特点
sp2杂化,平面结构,键长不均等(但与普通的单双键又不同)。 所以不能用一个完美的结构式来表达,平时用最稳定的共振极限式 来表达。
染料的母体。
4
多苯代脂烃
三苯甲烷的C—H键与三个苯基形成 α-π 共轭体系,氢原子显示 出“酸性”,pKa=31.5。在溶剂中三苯甲烷与钠反应生成血红 色的三苯甲基钠,其中含有三苯甲基负离子:
三苯甲基钠是很强的碱,可以夺取弱酸中的质子形成三苯甲烷, 是有机合成中常用的强碱。
三苯甲烷与溴反应生成三苯溴甲烷:
CH3CH3 C6H5CH3 NH3
pKa ~50
41
34~35
(C6H5)3CH
34
(C6H5)2CH2
31.5
CH2=CH2
25
3
多苯代脂烃
一、二苯甲烷 二苯甲烷为无色晶体,熔点27℃。 亚甲基在两个苯基的活化下,具有较高反应活性,容易起
取代和氧化反应:
二、三苯甲烷 三苯甲烷为斜方叶状晶体,熔点 92℃。它是三苯甲烷类
O2N H3C
HOOC
HNO3 O2N
H2SO4
COOH
12
稠环化合物
1 定义: 指多个苯环共用两个或两个以上碳原子的芳烃。
2 重要稠环化合物的名称和结构
8 7
6 5
1 2
3萘
4
1,4,5,8称为位 2,3,6,7称为位
8 91
7
2
6
3蒽
5 10 4
1,4,5,8称为位 2,3,6,7称为位 9,10位称为中位
8
三苯甲基自由基的发现及稳定性讨论
Ph3C•是人类最先拿到的自由基。( Gomberg 于1900年发现)
2Ph3CCl Zn or Ag
Ph3C-CPh3
六苯乙烷
Zn O2 Ph3C-O-O-CPh3
白色固体,mp:185oC 元素分析:
C 88% H 6% 共94%
1M含自由基2%, 0.01M含自由基10%, 极稀溶液含自由基 100%.
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