有机化学 第4章.ppt

* 第四章 芳香烃 芳香烃是指芳香族化合物中的烃类，简称芳烃。 根据芳烃分子中是否含有苯环，将芳烃分： 苯系芳烃和非苯芳烃； 按分子中苯环的多少将芳烃分为：单环芳烃、多环芳烃、 稠环芳烃等。 一、单环芳烃 1.苯的结构 ①苯的凯库勒结构式 1825年苯首次得到分离，分子式为Ｃ6H6 苯不与溴水加成，也不被KMnO4氧化，却可在催化剂 作用下发生取代反应，且一元取代物只有一种。 1865年德国化学家凯库勒创造性地提出苯的环状结构式 很多问题无法解释 ②苯分子结构的近代概念 六个碳原子共平面，键角为 120° ，键长均相等。 SP2杂化，6个C-C σ键，6个C-Hσ键 键长都相等，介于单双键之间 2. 单环芳烃的命名 E-2-苯基-2-戊烯 芳基：Ar- 苯基： C6H5- , Ph 苄基： 3. 单环芳烃的物理性质 单环芳烃一般为无色液体，比水轻，不溶于水，溶于一般有机溶剂。 芳烃的熔点及沸点变化符合一般规律，在各异构体 中，对称性大者，熔点较高。 对、邻、间二甲苯中，对位熔点最高 4. 单环芳烃的化学性质 芳香性：容易发生取代反应，不易发生加成和氧化反应。 芳环侧链的化学性质取决于侧链的类型 （1）.取代反应 ①硝代反应 ②卤代反应 55~60oC ③磺化反应 强酸溶于水 ④烷基化和酰基化反应 烷基化试剂： RX , ROH , RCH=CH2 酰基化试剂： RCOX , (RCO)2O 催化剂： 分子重排 当苯环上有强的吸电子基时，烷基化反应不容易进行。 例如硝基苯、苯磺酸不能发生烷基化反应。 无异构化现象 （2）.? 氧化反应 ①侧链氧化 鉴别苯及苯的同系物如：苯、甲苯 ②破环氧化 （3）.加成反应 5。 芳烃亲电取代反应历程 （1）. 亲电试剂的形成 （2）.亲电试剂与芳烃反应，得到中间体σ—配合物 （3）.产物 6. 芳烃亲电取代的定位规律 (1).取代基定位规律 快 慢 G决定： ①E的位置（G 的邻、对或间位） ②芳环氢的活性（即速度） G-定位基 ①邻位、对位定位基 致活基团： 特点：直接和苯环相连的原子以单键和其它原子相连 致钝基团： -Cl , -Br 间位定位基 致钝基团 特点：直接和苯环相连的原子再和其它原子相连 时含有双键或三键 (2). 定位规律的理论解释 A. 致活作用的邻对位定位基 取代基的定位效应，主要应从取代基所产生的电子效应 讨论，有时空间效应也起一定作用。 B. 致钝作用的间位定位基 这一类取代基都是吸电子基，具有-I效应，可使 苯环电子密度减小，此外这些取代基还与苯环存在 π－π共轭效应，也使苯环 电子密度降低，总的电 子效应是使苯环的亲电取代反应钝化。 C. 具有致钝作用的邻对定位基 卤素属于这一类。 (3). 定位规律的应用 A.合成上： 例如以苯为原料来合成邻硝基苯甲酸。