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1、第五章 芳烃 芳香烃 芳香族化合物： 芳香烃： 单环芳烃： 多环芳烃 稠环芳烃：两个或两个以上的苯环彼此共用相邻的两个碳原子,5.1 芳烃的构造异构和命名,5.1.1 芳烃的构造异构,四个不饱和度，通式为：CnH2n-6,5.1.2 单环芳烃的命名,一、一元取代苯，以苯为母体，烷基为取代基，10，省略“基”字,二、二元取代苯，用邻、间、对来表明取代基位置：,三、三个相同烷基取代苯，用连、偏、均来表明取代基位置：,四、多元取代苯用数字表明取代基位置，小基团处于1号位，取代 基位置和最小。,五、取代基比较复杂时，可将苯作为取代基：,六、常见的取代基：Ph- 苯基； Ar- 芳基； Tol- 甲苯基
2、； Bz- 苄基(苯甲基),1-甲基-3-异丙苯,1-甲基-4-叔丁苯,1,4-二甲基-2-乙苯,1-甲基-4-乙基-3-异丙苯,2-甲基-3-苯基丁烷,邻甲苯基乙炔,顺-5-甲基-1-苯基-2-庚烯,所有原子处于同一平面内，碳碳键长完全相等，所有键角都是 1200,5.2 苯的结构,5.2.1 价键理论,sp2杂化，每个碳原子的杂化轨道与碳和氢形成三个键，未参与杂化的p轨道垂直苯环平面，电子云相互重叠，形成一个环闭的共轭体系。离域大键，电子云密度完全平均化，无单、双键之分。,立体模型,5.2.2 分子轨道理论,5.2.3 共振论对苯分子结构的解释,六个p轨道线性组合为六个分子轨道，其中三个为
3、成键轨道，三个为反键轨道：,1、无色液体，不易溶与水，比水轻，易溶于有机溶剂，燃烧带黑烟，有毒， 涂料工业的稀释剂； 2、沸点随分子量的增加而升高； 3、熔点和分子量及分子形状有关分子对称性好，熔点就高； 4、密度都小于1； 5、与烯烃相似，取代基越多，稳定性越大。,5.3 单环芳烃的物理性质,芳香性：不易加成和氧化，容易发生亲电取代反应： 一、亲电取代反应 1.硝化：以浓硫酸为催化剂，加热：,5.4 单环芳烃的化学性质,5.4.1 芳烃苯环上的反应,反应机理：,2.卤化：以铁粉或路易斯酸三卤化铁为催化剂，适当加热：,反应机理：,3.磺化：适当加热，可逆反应：,磺化反应机理：,可逆反应的用途：
4、,4.傅克反应：路易斯酸作催化剂；可逆反应：,(1).烷基化：,路易斯催化剂的活性： AlCl3 FeCl3 BF3 ZnCl2 SnCl4,当烷基含三或三个以上碳原子时，常发生重排：,C=C双键上或芳环上直接连卤原子的的卤代烃，如氯乙烯和氯苯；由于活性较小，不能发生傅克反应。,(2).酰基化：,5.氯甲基化反应：,芳香环上有强吸电子基时，产率低甚至不反应,三聚甲醛、氯化氢在无水氯化锌催化下,二、亲电取代反应总机理,三、加成反应： 苯及其同系物不易加成，但在一定条件下可和氢、氯加成，直接生成环己烷或其衍生物，而不停留在环己烯或环己二烯衍生物阶段 1、加氢：,2、加氯：,四、氧化反应：,五、聚合
5、反应：,1.卤化,5.4.2 芳烃侧链上的反应,2.氧化,与苯环相连的第一个碳上有氢就一定被氧化成苯甲酸,3.聚合反应,5.5 苯环上亲电取代反应的规律,一、两类取代基邻对位定位基和间位定位基 书上P 170 表 5-3 二、苯环上亲电取代反应定位规律的理论解释 1、取代基的电子效应 (1) -CH3 (2) OH (3) Cl (4) N+(CH3)2 2、取代基的立体效应,三、二元取代苯的定位规律 1、两个定位基对于引入第三取代基的定位效应一致； 2、两个定位基对于引入第三取代基的定位效应不一致。,由第一类取代基决定，由供电子性强的决定,四、定位规律的应用,5.6 芳香族亲电取代反应中的动
6、力学和热力学控制,可逆反应：傅-克反应，热力学控制,5.7 稠环芳烃,一、萘 1.萘的结构,2.萘的性质 (1). 亲电取代反应 A：卤化：,B：硝化：,C：磺化：,D：傅克反应：,(3)还原反应,(2)氧化反应,3.萘环上的二元亲电取代反应的定位规则,（1）萘环上原有取代基是第一类定位基时，同环取代：它指导新进入的取代基进入原有取代基所在的苯环。,（2）萘环上原有取代基是第二类定位基时，异环取代：它指导新进入的取代基进入原有取代基所在的苯环。,二、其它稠环芳烃,5.8 芳香性,5.11 多官能团的命名,1。按照官能团的优先次序，确定母体。 2。除作母体的团能团外，其它官能团均作取代基。 3。编号，命名。,
