当前位置:文档之家› 5、有机化学:芳香烃(8H)

5、有机化学:芳香烃(8H)

应。
酰基化反应不存在重排和歧化等反应,故其已被
用来制备含有三个或三个以上碳原子的直链烷基 苯。例如:
O CH3CH2COCl
无水 AlCl3
CCH2CH3
Zn-Hg HCl
CH2CH2CH3
1-苯基-1-丙酮
丙苯
1.5 氯甲基化反应
ZnCl2 + HCHO + HCl CH2Cl
氯化苄/苄基氯
特点:
反应不利
1-甲基-1,4-环己二烯
CO2H Na,NH3( l ) C2H5OH CO2H
反应有利
2,5-环己二烯基甲酸
2、加氯
Cl2 紫外线 Cl Cl Cl Cl
六氯环己烷/
Cl Cl
(简称:六六六)
该反应按自由基反应机理进行。 问:六六六可能有多少种立体异构体?
Cl H H H Cl Cl Cl H H Cl Cl H
CH3 CO2H
2-甲基-5-磺酸基苯甲酸
SO3H
CO2H
CHO
OH
HO
OCH3
邻羟基苯甲酸/ 2-羟基苯甲酸/ 俗名:水杨酸
3-羟基-5-甲氧基苯甲醛
第二节 苯分子的结构
一、凯库勒构造式
X X
摆环学说
X X
(I)式
(Ⅱ)式 图5-1 苯的凯库勒构造式和摆环双键学说
二、价键观点
现代物理方法表明,苯分子为平面正六边形构 型,键角都是120°,碳碳键长都是0.140nm。
第一节 芳烃的分类和命名
一、分类
苯系芳烃
CH3
CH=CH2
单环芳烃

联苯类
甲苯
苯乙烯 联二苯 萘
CH2
分 类
多环芳烃
稠环芳烃
多苯代脂肪烃
二苯甲烷
非苯系芳烃
环戊二烯负离子、环庚三烯正离子、薁等
二、命名
1、一元取代苯的命名
简单的芳烃以苯为母体,叫做某烃基苯。例如:
CH3 C2H5 CH(CH3)2
第五章 芳香烃
第一节 芳烃的分类和命名 第二节 苯分子的结构
第三节 单环芳烃的性质
第四节 亲电取代反应机理 第五节 苯环上取代反应的定位规则 第六节 稠环芳烃 第七节 非苯系芳烃
第八节 芳烃的工业来源
芳香烃是指具有“芳香性”的环状碳氢化
合物,简称芳烃。一般把苯及其衍生物总称为
芳香族化合物,常用ArH表示,其通式为: CnH2n-6 (n≥6的自然数) 。 所谓“芳香性”是指这类化合物所具有易 取代、难加成和氧化、环上氢在核磁共振谱上 显示类似的化学位移等特性。
π络合物
FeBr4H + Br FeBr4Br + HBr + FeBr3
σ络合物
二、硝化反应机理
-HSO4H2SO4 + HONO2 H2ONO2 NO2+ + H2O
硝基正离子/硝鎓离子 (亲电试剂)
NO2+ H + NO2 HSO4NO2 + H2SO4
σ络合物
三、磺化反应机理
2H2SO4 SO3 + H3O+ + HSO4三氧化硫(亲电试剂)
H H 120 H H
H H H H H
120 H 120 H

6 6
sp2
H
图5-2 苯的结构
三、分子轨道理论
φ6
φ4
能 量
φ5
φ2
φ3
φ1
图5-3 苯的π电子分子轨道和能级
四、共振论对苯分子结构的解释
(Ⅰ)
(Ⅱ)
(Ⅲ)
(Ⅳ)
(Ⅴ)
图5-4 苯结构主要的共振杂化体
五、苯构造式的表示法
目前一般仍采用凯库勒式,但在使用时不能把
O PhH + CH3C-Cl AlCl3 PhCOCH3 + HCl
乙酰氯
PhH + (CH3CO)2O AlCl3
苯乙酮
PhCOCH3 + CH3CO2H
乙酸酐
O + O O AlCl3 O C (CH2)2CO2H
丁二酸酐
4-苯基-4-丁酮酸
特点:
当芳环上连有强吸电子基团时,不发生酰基化反
邻硝基甲苯
对硝基甲苯
TNT
NO2 发烟HNO3 浓H2SO4 95C
NO2 发烟HNO3 NO2 发烟H2SO4 O2N 110C
NO2
NO2
间二硝基苯
1,3,5-三硝基苯
硝化反应活性顺序有: 甲苯﹥苯﹥硝基苯
1.3 磺化反应
SO3H H2SO4
发烟 H2SO4
SO3H
90C
SO3H
苯磺酸
CH3 H2SO4 CH3 SO3H + SO3H CH3
上)。它有两种形式。
致活基团:这类基团有利于亲电取代反应(因为
它们能使苯环上的电子云密度增大,有利于亲电 试剂的进攻)。
常见的一些致活基团及其强弱顺序
-O-(氧负离子) > -N(CH3)2(二甲氨基) > -NH2 > -OH > -OCH3(甲氧基) > -NHCOCH3 (乙酰氨基) > -OCOCH3(乙酰氧基) > Ph(苯基) > CH2=CH- (乙烯基) > R-
烷基苯、烷氧基苯和稠环芳烃均能发生该反应。 当芳环上连有强吸电子基团时,该反应不利。
二、加成反应 1、加氢
3H2/Ni
180~250
C
环己烷
Na,NH3( l ) C2H5OH
H H
H H
1,4-环己二烯
后者又称为伯奇(Birch A)还原法。
CH3 Na,NH3( l ) C2H5OH
CH3
绝缘材料及日用品等。
第四节 亲电取代反应机理
苯及其同系物的取代反应都是按亲电取代反应 机理进行的,其机理可用通式表示如下:

+ E
E

H + E
H+
E

π络合物
σ络合物
一、卤代反应机理
Br Br + FeBr3 Br Br FeBr3
卤正离子 (亲电试剂)
+ Br Br FeBr3 Br FeBr4
O + S O O +
H SO3-
HSO4H2SO4
SO3-
H3O+ H2O
SO3Hቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
σ络合物
苯磺酸根负离子
四、付-克反应机理
RCl + AlCl3 R+ + AlCl4烷基正离子(亲电试剂)
R
+
H + R
AlCl4-
R + HCl + AlCl3
σ络合物
RCOCl + AlCl3
邻溴氯苯
对溴氯苯
甲苯、卤代苯发生卤代反应主要生成邻、对位 的产物,但活性大小顺序:甲苯﹥苯﹥卤代苯。
1.2 硝化反应
NO2 + HNO3 H2SO4 55~60C + H2O
硝基苯
CH3 HNO3 H2SO4 CH3 NO2 + NO2 CH3 HNO3 H2SO4 NO2 O2N CH3 NO2
产物的应用:
其复合材料可用于火箭发动机部件、高速轴承、 原子能反应堆部件、耐辐射耐氧化结构件等;还可作
高温离子交换树脂、耐高温耐辐射涂料和胶粘剂等。
五、芳烃侧链上的反应
1、卤化反应
PhCH3 Cl2 hv or >300C PhCH2Cl Cl2 hv or >300C PhCHCl2 Cl2 hv or >300C PhCCl3
羧酸酯 酰氯 酰胺 腈 醛 酮
优先 次序
类 别
10 -OH 11 -SH
12 -NH2
13 C≡C 14 C=C 15 -OR 16 -R 17 -X 18 -NO2
官能团 醇和酚 硫醇 胺
炔烃 烯烃 醚 烷烃 卤代烃 硝基化合物
NH2
OH Cl
CO2H
SO3H
NO2
邻氯苯酚
对氨基苯磺酸
间硝基苯甲酸
对二甲苯/ 1,4-二甲苯/ p-二甲苯
3、三元取代苯的命名
CH3
CH3 CH3
H3C
CH3
CH3
均三甲苯/ 连三甲苯/
CH3 CH3
1,3,5-三甲苯
1,2,3-三甲苯
CH3
偏三甲苯/
1,2,4-三甲苯
4、含多官能团化合物的命名
命名要点如下:
⑴按照“官能团的优先次序表”,以较优官能
团为母体。一些常见的官能团列于表5-1中。
NH2 Cl
CHO
OCH3
NH2 HO
2-甲氧基-6-氯苯胺
2-氨基-5-羟基苯甲醛
5、一价芳基和一价芳环侧基的表示
芳环上去掉一个氢原子所剩下的基团称为一价
芳基,常用通式Ar-表示。例如,苯基:
PhC6H5-
φ-
苄基(或苯甲基)
CH2-
PhCH2-
Bn-
课堂练习 1、试用系统命名法命名下列化合物
氯化苄
NBS
苯二氯甲烷
苯三氯甲烷
PhCH2CH3
PhCHCH3 Br
CCl4, hv
1-苯基-1-溴乙烷(100%)
2、氧化反应
当苯环上连有含α -H的烃基时,该烃基的α 碳 易被强氧化剂或催化剂作用而被氧化。例如:
(CH3)3C CH2CH3 KMnO4 H3O
+
(CH3)3C
COOH
相关主题