第7章 芳烃

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1、芳烃的定义：有机化学发展的早期：从香树脂和 香料油中得到期，具有芳香味的物质。 7.1 芳烃的分类： 第七章第七章 芳烃及非苯方烃芳烃及非苯方烃 什么是芳烃? 现代：以苯为代表的，在分子构成上具有高 度不饱和性，但性质又象烷烃的一类化合物。 7.2 芳烃的命名 对于单环芳烃，且环上联的取代基相对较简 单以苯为母体，叫某苯，某为取代基的名称。 甲（基）苯 异丙（基）苯 叔丁（基）苯 苯环上有两个以上的取代基时，对苯环编号确 定取代基的位置 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 1,2-二甲苯 1,3-二甲苯 1,4-二甲苯 苯环上有多个取代基通过编号来确定其位置 邻甲乙苯 间乙叔丁苯 对乙基异丙苯 1-

2、甲基-2-乙基苯 1-乙基-3-叔丁苯 1-乙基-4-异丙苯 2-甲基乙基苯 3-乙基叔丁苯 4-乙基异丙苯 1，4-二甲基-2-异丙基苯 如果取代基是不饱和的或较复杂烷基，则将苯 环结构部分作为取代基 苯基(ph) 苄基（苯甲基） 对甲苯基 间乙氧基苯基 二苯甲烷 2，3-二甲基-5-对甲苯基辛烷 苯乙炔 3-苯基丙烯 1，2-二苯乙烯 一些官能团存在时的母体选择规则 1、只作取代基，不作母体的官能团 -NO2，-NO，-X 溴苯间 间亚硝基甲苯 邻硝基乙苯 2、作母体命名的官能团 氨基 羟基 磺酸基 醛基 羧基 苯胺 苯酚 苯磺酸 苯甲醛 苯甲酸 3、多取代基时,作母体命名的官能团的优先规

3、则 -X，-NO2，-OR，-R，-NH2，-OH，-COR， -CHO，-CN，-CONH2（酰胺），-COX（酰卤 ），-COOR（酯），-SO3H，-CO2H， -N+R3（季铵盐） 对乙基苯酚 间羟基苯磺酸邻磺基苯甲酸 7.3 苯的结构（了解） 芳香性: 组成上的不饱和性，但性质上易取代, 难 加成, 难氧化, 难聚合。 1. 1. 苯的苯的KekulKekul 式式分子式为:C6H6 怎样才能形成C四价,氢一价的稳定分子呢? 1865 1865年年 KekulKekul ( (凯库勒凯库勒) )首先提出，可看成首先提出，可看成 是分子形成了一个环状闭合的是分子形成了一个环状闭合的共轭

4、体系，共轭体系， 这个体系能给予分子带来特殊的稳定性，使之具这个体系能给予分子带来特殊的稳定性，使之具 有芳性。有芳性。 2、现代理论： 六个碳原子以sp2杂化，分别形成键 KekulKekul 式的局限性式的局限性 这是一个平面形结构，12个原子都在同一平面 上，碳环构成正六边形，分子的几何角度正好 和CC键的夹角相符。但这个分子并不完整 键的形成 闭合的大键的形成：键的形成： 环状闭合的共轭体系， 电子的动动区域扩大使 分子内能降低，所以苯 分子有特殊的稳定性。 结论：在苯分子中每一个碳碳键的特性是相同 的，每一个碳-碳键都不是简单的单键，都有等 同的双键特征。因此，六个碳-碳键的键长都是

5、 相同的（实验测定均为：0.139nm），且CCC 键角都是120形成平面正六边形结构。一般有两 种表示方式 ： 苯分子的离域能 苯分子的离域能 1,3-环己二烯的离 域能 8 152 7.4 芳烃的物理性质（了解） 苯及其低级烷基取代苯多为无色液体，沸 点随分子量的增加而升高。液体芳烃是良好的 有机溶剂，具有特殊的气味，但它们的蒸汽均 有毒。工业用香蕉水含苯约20%，对从业工人 是有毒害作用。 单环芳烃，都不溶于水，比水轻。易溶于 有机溶剂。 7.5 芳烃的化学性质（重点掌握） 针对苯环发生的系列化学反应及其特点。 1、取代反应 苯环虽然不饱和度很高，但其环状、闭合的 共轭体系给分子带来特殊

6、的稳定性，在化学反应 时一般能将苯环保留下来，环上的氢可被其它原 子或基团取代。（象烷烃） 卤代反应 Cl2和Br2在催化剂存在下可取代苯环上的氢 应用: 1、区别含苯环的化合物，例：1-己烯和苯。 2、工业生产 硝化反应 苯和硝酸与硫酸（1：2）混合物反应，苯环 上的氢可被硝基（NO2），称为硝化反应。 用烷基苯反应： 特点：1、反应更易进行。2、主要是两个产物 这是为什么 磺化反应 苯和浓硫酸共热，苯环上的氢被磺酸基取代 ，称磺化反应。 特点：A、可逆反应。 B、苯磺酸可溶于硫酸，可用于分离烷烃 和苯。 磺酸基的结构 : 特点：1、反应更易进行。2、主要是两个产物 这是为什么 说明甲基对苯

7、环上的取代反应有特定的影响 C、洗衣粉的有效成份为十二烷基苯磺酸钠 傅-克反应（Friedel-Craftsr反应） 这个反应是1877年法国化学家C.Friedel和美 国化学家J.M.Crafts发现的，简称傅克反应。 这是一个在苯环上引入烷基（R）或 酰基（RCO ）的反应。 A、F-C烷基化反应： 特点：1、直链烷基的支链化，C3及以上都得不 到直链烷基苯。不能用于合成直链烷基苯。 2、容易发生多取代反应,要得到一取代 产物需苯大大过量. 3、原苯环上不能有第二类取代基。 B、F-C酰基化反应： 特点：1、酰基化与此不同，引入基和原反应物没 有变化。 2、反应不发生多取代,产物停在一取

8、代 阶段 3、原苯环上不能有第二类定位基。 何为第二类定位基 芳环上取代基的定位规律（定位效应） 定位效应：如果芳环上原有取代基，再引入新的 取代基时，其取代氢的位置，要受原有取代基性 质的影响。 新引到苯环上的硝基取代苯环上各氢的几率不相 等，其位置由环上原有硝基所决定，主要是间位 硝基取代三个位置的几率并不均等，因为受苯环 上原有甲基性质决定：硝基主要取代邻、对位上 的氢，生成相应产物。邻、对位产物为主要产物 0 43% 53% 4% 又如: 仍然是邻、对位产物为主要产物。 邻、对位产物为主要产物，由原有取代基“甲基” 所决定，与新引入的取代基无关。 实验现象说明什么呢？ 硝基取代三个位置

9、的几率不等，由原硝基性质决定 ：新硝基主要取代间位上的氢，生成相应产物 苯环上原有取代基不仅对新引入取代基位置 有影响。还对反应活性有明显的影响。 根据取代基对新来取代基位置的影响，以及对反 应活性的影响可将其分为三类： 1）、第一类定位基：又叫邻、对位定位基包括： O- ，N(CH3)2 ， NH2 ，OH， OR， NHCOR,OCOR, R , C6H5 , C=C 如果苯环上原有这些取代基： A、新引入的取代基主要进入邻、对位，生成 邻、对位产物为产物为主要产物。 B、取代反应比未取代的苯更易发生取代反应 （致活）。 2）、第二类定位基：又叫间位定位基： + NR3, NO2 , CN

10、 , SO3H , CO2H , CHO , COR , COOR, CONH2 如果苯环上原有这些取代基： A、新引入的取代基主要进入间位，生成间位产 物为产物为主要产物。 B、取代反应比未取代的苯更难发生取代反应（ 致钝）。 3）、第三类定位基：卤素 邻、对位产物、 致钝 注意：判断主要产物，完全由苯环上原有取代基 的性质决定，与新引入的取代基的性质无关。 以后写反应产物时，如果是邻、对位定位基只 需写出邻、对位产物（主要产物）；如果是间 位定位基，只需写出间位产物（主要产物）即 可。 对单取代苯其主要产物容易判断，如： 应用举例子 96% 100% 94% 93.3% 100% 100%

11、 苯环上有两个取代基时 A、最好同时满足两个取代基 B、如果只能满足一个取代基时，先满足邻、对 位定位基 C、如果只能满足一个取代基，且两个属于同一 类时，邻、对位取代基优先满足表中前面的，间 位取代基相同。 亲电取代反应简介(了解) 第二步：由带正电荷的粒子（缺电子的）亲电 进攻苯环上的电子云，从中获取一对电子形成 键，苯环的环状、团合键打开一个缺口，形成 碳正离子。 苯环上的取代反应是分步进行的,过程如下： 第一步：试剂自身电离出带正电荷的粒子。 正电荷分散在包括 五个碳原子在内的 共轭体系中 第三步：碳正离子丢出去一个带正电荷的质子 （H+），恢复苯环的结构，完成取代反应。 苯环上的取代

12、反应，分三步完成。 第一步 第二步 第三步 快 快 慢 取代反应过程的三步中第二步最慢，是决定反 应速度的步骤。 决定反应速度的步骤是由缺电子的微粒亲电进 攻引起的反应，一是亲电反应，二是苯环上取 代反应，联合称：苯环上的亲电取代反。 溴代反应历程 第一步 第二步 第三步 快 快 慢 第一步 第二步 第三步 快 快 慢 硝化反应历程 磺化反应历程 第一步 第二步 第三步 快 慢 快 Friedel-Craftsr烷基化反应 Friedel-Craftsr酰基化反应 快 快 慢 快 2、加成反应 苯环的不饱和度虽然很高，但不易发生加 成反应，只有在较强烈的条件下，一般直接3分 子H2或Cl2生成

13、环己烷类化合物。 1,2,3,4,5,6-六氯环己烷，又叫六六六（功、过） 3、氧化反应 芳环一般不被常用氧化剂（KMnO4+H2SO4 , CrO3 +H2SO4)氧化。 芳烃的侧链氧化芳烃的侧链氧化( (芳环上含芳环上含-H-H的支链可被氧的支链可被氧 化成苯甲酸类化合物）化成苯甲酸类化合物） 利用这些性质上的差异可区别各种化合物 例：利用简单化学反应区别下列化合物 4、烷基侧链的卤代（撑握条件不同，反应不同） 在没有铁盐存在下，在高温（500）或紫外 光照射下，烷基苯和氯气反应，支链的位上的氢 被氯原子取代。 作业：P192-194 2（2、4、6、7）、3（1、3 、4、5）、5 （1、2、3） 、6、10、11、13