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1、第七章 芳香烃,一. 芳香烃的分类和命名,芳香族化合物：一些具有特殊稳定性和化学性质的环状化合物。,1) 苯为母体,取代基是烷基、硝基、卤素等时，以苯为母体。,1. 单环芳烃,一取代苯,2) 苯为取代基, 官能团为母体,按基团列出的顺序(从左至右), 先列出的基团为主官能团。,1) 两基团相对位置不同 有三种异构体：邻(o)、间(m)、对(p),2) 有官能团时 主官能团与苯环一起作母体，另一个作取代基,3-氯苯酚 对甲苯磺酸 2-氨基苯甲醛,二取代苯,3-chlorophenol p-methylbenzene 2-aminobenzaldehyde sulfonic acid,1) 三基团
2、相同 1,2,3-(连) 1,2,4-(偏) 1,3,5-(均),2) 三基团不同, 先定主官能团，与主官能团相连的环碳编号为1；, 取代基位号尽可能小；,三取代苯, 按次序规则小的基团优先，写名称。,2-氨基-5-羟基苯甲醛,3-硝基-2-氯苯磺酸,2-amino-5-hydroxybenzaldehyde 2-chloro-3-nitrobenzene sulfonicacid,芳基：Ar,3) 稠环芳烃,萘 蒽 菲,位：1,4,5,8 位：2,3,6,7 位：9,10,平面分子(C-H、C-C 键共平面)，正六边形。 C-C键长: 140pm ; 键角120o,Csp2 , 电子高度离域
3、, 均匀分布于平面上下；键长平均化、特殊稳定性。,二. 苯的结构,三. 苯环上的亲电取代反应,亲电试剂 络合物 络合物 产物,2. 硝化反应,1. 卤代反应,3. 磺化反应,苯环上的氢被磺酸基(-SO3H)取代,4. 傅-克(Friedel-Crafts)反应,1) 傅-克烷基化反应,反应局限性：含吸电子基的芳烃不发生F-C反应。,反应局限性； 芳环上有吸电子基如: 硝基、羰基等不发生F-C酰化反应。,2）傅-克酰基化反应,有H的烷基苯，氧化成苯甲酸。,5. 烷基苯的侧链氧化反应,1. 定位效应,四. 苯环上取代反应的定位规律,取代基对反应有两方面影响反应活性和反应取向,一些实验结果,往一元取
4、代苯引入第二个取代基时，已有的基团对后进入基团进入苯环的位置和活性产生制约作用，这种制约作用即为取代基的定位效应。,2. 取代基的分类,致活基团和致钝基团（考虑对反应活性及速度的影响） （activating groups and deactivating groups),如：,致活基团 （亲电取代反应比苯快）,致钝基团 （亲电取代反应比苯慢）,邻对位定位基和间位定位基（考虑对反应取向的影响）,如：,邻对位定位基 （邻对位产物为主）,间位定位基 （间位产物为主）,邻对位定位致活基,邻对位定位致钝基,间位定位致钝基,Ortho- and para-directing activators,Ort
5、ho- and para-directing deactivators,Meta-directing deactivators,Benzene （苯）,邻对位致活基,邻对位致钝基,间位致钝基,强致钝,中致钝,弱致钝,弱致活,中致活,强致活,Reactivity,一些常见取代基,3. 取代基对反应活性及定位的分析和解释,诱导效应的影响,诱导给电子 （使苯环活化）,诱导吸电子 （使苯环钝化）,致活基,致钝基,共轭效应的影响,共轭给电子效应 （使苯环邻、对位活化）,+I、+C效应,诱导效应+I和共轭效应+C都使苯环上电子云密度增加，亲电取代反应比苯易进行，而邻、对位增加的更多, 反应主要发生在邻、对
6、位上，故甲基使苯环活化。,为什么邻对位定位基对邻对位活化作用更大？,-I、-C方向都指向苯环外的硝基（电荷密度向硝基分布）使苯环钝化，因间位的电荷密度降低的相对少些，故新导入基进入间位。,I、C效应,为什么间位定位基钝化苯环, 并且钝化邻对位大于间位？, I、 + C效应,诱导效应 I大于共轭效应+C，苯环上电子云密度降低，亲电取代反应比苯困难，故卤素使苯环钝化。但邻、对位降低的少, 反应主要发生在邻、对位上。,为什么卤素致钝(-I+C)却是邻对位定位基 ?,共轭效应的影响,一个致活基团使苯环的所有位置都活化，它之所以定位于邻位和对位，只是因为它对于邻对位的活化比间位更甚。,一个致钝基团使苯环
7、的所有位置都钝化，包括它的间位。它之所以定位于间位，只是因为它对于邻对位的钝化比间位更甚。,因此，任何一个基团，不管是致活的还是致钝的对于邻位和对位的影响都强。,试判断下列化合物发生亲电取代，试剂进入苯环的位置。,3. 二取代苯的定位效应,1) 原有取代基定位效应一致, 第三个取代基进入它们共同确 定的位置。,2) 两个取代基定位效应相矛盾, 由基团致活能力顺序判断第 三个基团取代的位置。,.两个基团不同类，定位效应受邻对位取代基控制。,.两个取代基为同一类，定位效应受致活能力较强的基团 控制。,.两个取代基定位效应接近，为混合物。,选择：(a) 1.硝化 2.氧化 3.溴代 (b) 1.氧化
8、 2.硝化 3.溴代 (c) 1.氧化 2.溴代 3.硝化,2.,2. 蒽和菲 (C14H10),环闭共轭体系(大键)； 电子云分布不均匀； 9,10位化学活性较大。,五. 稠环芳烃,1. 萘 (C10H8),环闭共轭体系(大键)； 电子云不完全平均化； C-C键长不完全等同；,蒽,菲,3.致癌芳烃,5,10-二甲基-1,2-苯并蒽 1,2,5,6-二苯并蒽,2,3-苯并芘 1,2,3,4-二苯并菲,2. 休克尔（Hckel）规则,环闭的共轭体系, 共轭体系中成环的原子处于同一平面， 其电子数为4n+2时(n=0,1,2,3.), 此化合物具有芳香性。,电子数 6 10 14 14 n 1 2 3 3,1.芳香性,六.芳香性,芳香化合物的共性：较稳定、能量较低、较高C/H比值、,芳香离子,3. 非苯芳香化合物,环庚三烯正离子,2）轮烯,单环共轭多烯亦称轮烯。,共平面的(4n+2)轮烯具有芳香性,无 无 有,（ 非平面性）,本章要求,1.苯环的特征反应 2.苯环的取代反应类型 3.取代基的定位效应 4.邻对位致活定位基 邻对位致钝定位基 间位致钝定位基 5.芳香性的判断,
