有机化学与 7芳烃 .ppt

第八章 芳烃 教学目的： 掌握芳烃的命名、结构、化学性质、亲电取代定位效应。 教学重点： 苯的结构、化学性质及亲电取代定位效应。 教学难点： 对芳香性的理解、取代基的定位效应的判断和应用。 §7-1 芳香烃的分类 §7-2 单环芳烃的同分异构和命名 §7-3 苯的结构 §7-4 芳烃的工业来源(自学) §7-5 单环芳烃的物理性质 §7-6 单环芳烃的化学性质 §7-7 芳环上亲电取代定位规律 §7-8 稠环芳烃 §7-9 非苯芳烃 §7-10 C60(自学) §7-1 芳香烃的分类 §7-2 烃基苯的同分异构和命名 2.二烃基苯：二烃基苯有三种异构体，这是由于取代基在苯环上相对位置的不同而产生的。例如，二甲苯有三种异构体，它们的构造式和命名为： 3.三烃基苯：三个相同的烃基的三烃基苯也有三种异构体，常用“连”、“偏”、“均”字表示、。 例如三甲苯的三种异构体的构造式和命名为： 4.多元取代基的芳烃衍生物的命名法 　命名原则：(1)某些取代基如硝基(－NO2)、亚硝基(－NO)、卤素(－X)等通常只作取代基而不作母体。因此，具有这些取代基的芳烃衍生物应把芳烃看作母体，叫做某基(代)芳烃。例如： (2)当取代基为－NH2、－OH、－CHO、－SO3H、 －COOH等时，则把它们各看作一类化合物。 ＊(3)当环上有多种取代基时，首先选好母体，依次编号。选择母体的顺序如下：－OR、－R、－NH2、－OH、－COR、－CHO、－CN、－CONH2、－COX、COOR、－SO3H、－COOH、正离子如R3N+－。等在这个顺序中排在后面的为母体，排在前面的为取代基。例如： §7-3 苯的结构 1825年英国的法拉第(Faraday)首先发现苯。 1865年凯库勒从苯的分子式C6H6出发，根据苯的一元取代物只有一种，说明六个氢原子是等同的事实，提出了苯的环状构造式。因为碳原子是四价的，他再把上式写成： “我坐下来写我的教科书，但工作没有进展，我的思想开小差了。我把椅子转向火炉，打起嗑睡来了。原子又在我眼前跳跃起来了，这时较小的基团谦逊地退到后面，我的思想因这种幻觉的不断出现变得更敏锐了，现在能分辨出多种形状的大结构；也能分辨出有时紧密地靠近在一起的长行分子，它们盘绕、旋转，象蛇一样动着。看！那是什么？有一条蛇咬住了自己的尾巴。这种形状虚幻地在我眼前旋转着，像是电光一闪，我醒了……。我花了这一夜的其余时间，作出了这个设想”。先生们！让我们学会作梦吧！或许我们将在梦中得到真理。 ——1865年 苯的kekule 式对19世纪后半期芳香族化学的迅速发展起了很大促进作用，但也有不足之处： 第一，结构中含有三个双键，为什么苯不起类似烯烃的加成反应呢? 第二，根据上式，苯的邻二元取代物应当有两种(1)和(2)。然而，实际上只有一种： 根据现代物理方法如X射线法、光谱法等证明了苯分子是一个平面正六边形构型，键角都是120°，碳碳键的键长都是0.1397nm。 按照轨道杂化理论，苯分子中六个碳原子都以sp2杂化轨道互相沿对称轴的方向重叠形成六个C－Cσ键，组成一个正六边形，每个碳原子各以一个sp2杂化轨道分别与氢原子1s轨道沿对称轴的方向重叠形成六个C－Hσ键。由于是sp2杂化，所以键角都是120°，所有碳原子和氢原子都在同一平面上。每个碳原子还有一个垂直于σ键平面的p轨道，每个p轨道上有一个p电子，六个p轨道组成了大π键。 §7-4 芳烃的工业来源 1.从煤焦油中分离 2.芳构化 (1)环烷烃脱氢生成芳香烃： 如 3.环烷烃的异构化及脱氢生成芳烃：例如，甲基环戊烷异构化生成环己烷，再脱氢生成苯。 §7-5 单环芳烃的物理性质 一般为无色有芳香气味的液体，不溶于水，相对密度在0.86～0.93之间，燃烧时火焰带有较浓的黑烟。芳烃具有一定的毒性。液态芳烃是一种良好的溶剂。表7-1列出了单环芳烃的一些物理常数。 表4-1 单环芳烃的一些物理常数 §7-6 单环芳烃的化学性质 1.亲电取代反应：芳烃是以含有苯环(或叫苯核)为其特征，苯环含π键，π键本该起加成反应，然而，芳烃却易起取代反应。例如： 　(1)卤代反应：当有催化剂(如铁粉或卤化铁)存在时，在不高的温度下，苯和