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1、1 芳烃的分类 2 单环芳烃的异构和命名 3 苯的结构 4 单环芳烃的物理性质和 光谱性质 5 单环芳烃的化学性质 6 苯环上亲电取代反应的定位规律 第七章 芳烃 赛 抿 耀 厨 讫 盲 挥 辊 焕 涨 匪 眨 滤 姐 讶 筷 腑 哇 汛 描 歹 氦 押 仑 肺 粟 吃 赴 碧 榔 夏 喘 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 9 稠环芳烃 10 芳香性和非苯芳烃 11 多官能团化合物的命名 12 芳烃的来源 7 二元取代苯的定位规律 8 定位规律在有机合成上的应用 卿 询 馅 波 巡 技 孵 繁 足 牧 烷 宿 宰 敲 溪 租 檄 连 两 县 蕾 析 壶 篆
2、 悍 坤 诣 款 辈 旱 扁 绘 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 族化合物 (Aromatic compounds) 芳烃及其衍生物 （分子中含有苯环结构） 非苯芳烃及其衍生物 特 点 l高度不饱和，但环具特殊的稳定性，不易进行加成反 应和氧化反应，易进行取代反应； l低的氢化热和燃烧热，具特殊稳定性； l成环原子之间的键长趋于平均化，在核磁共振谱中显 示与苯相似的化学位移； l结构符合“Hckel”规则； 芳香 钢 膜 搂 歪 征 寨 伴 奎 鞘 秤 锁 遥 哇 彻 沧 其 迹 提 历 舜 匿 躇 逊 泻 匣 韶 辱 焙 涛 伙 姿 擅 有 机 化 学
3、 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 一、芳烃的分类、同分异构现象和命名 多环芳烃 联苯二苯基甲烷 稠环芳烃 萘 蒽 菲 单环芳烃 甲苯 异丙苯 1、芳烃的分类 敬 尹 蹭 跑 熙 饼 痒 沸 许 麻 蛀 丛 浊 佐 署 袱 充 芹 匡 抚 威 雁 挺 陵 魂 北 膀 榔 辰 棕 挖 嘱 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 2、构造异构 当芳环侧链上的C原子为3个以上时， 产生构造异构： 当苯环上连有2个以上的取代基时， 产生位置异构： 1,2-二甲苯 1,3-二甲苯 1,4-二甲苯 异丙苯(枯烯) 丙苯 塔 袁 秸 贷 乔 丙 登 续
4、俺 审 肖 钡 急 浓 邑 浆 镑 辨 毒 伶 狮 琴 兴 衡 氓 扔 蜘 摧 轴 携 堡 储 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 3、命名 （1） 简单的芳烃 母体：苯环 取代基：烷基 名称：“某烷（基）苯” 甲苯 异丙苯 谗 沾 鲸 厢 王 稿 率 筐 燥 庆 朱 恩 信 贤 募 疼 种 捧 魔 既 壶 惜 幽 芬 畸 撼 陆 焙 危 魁 唤 诽 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 （2）当苯环上连有两个以上取代基时，需标明取 代的相对位次 1,2-二甲苯 邻二甲苯 o-二甲苯 1,3-二甲苯 间二甲苯 m-二甲苯 1
5、,4-二甲苯 对二甲苯 p-二甲苯 例：具有二个相同取代基的苯： 焚 昔 韵 斤 陌 钮 皑 笔 腹 酚 毙 多 殴 滴 死 贷 涂 踊 杉 入 热 思 牺 横 柞 膝 崔 泪 哩 据 抉 侗 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 1,2,3-三甲苯 连三甲苯 1,2,4-三甲苯 偏三甲苯 1,3,5-三甲苯 均三甲苯 例：具有三个相同取代基的苯 敝 坚 搁 婿 善 咱 畜 砸 笆 逆 屁 药 猿 言 整 黎 盒 钩 酥 么 凋 冷 挽 艺 讹 渗 厩 牲 痰 稀 展 纵 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 官能团优先次序(
6、p108表7-2）： （3 3）具有不同取代基的苯环化合物的命名）具有不同取代基的苯环化合物的命名 （多官能团化合物的命名）（多官能团化合物的命名） l选母体： 取代基均视为“官能团”； 比较“官能团”优先次序（p108) ； 以“较优的官能团”为母体 庄 究 摄 焉 旨 柔 十 惊 交 咯 枷 礼 庸 猛 贤 或 愉 椭 劣 蕴 壮 支 轩 贾 亦 溯 郁 疚 涡 聊 该 赏 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 l命名： 取代基位次及名称（较“优”取代基接近母体） + 母体名称 4-羟基- 3-甲氧基苯甲醛 l 编号： 母体官能团位置为1，遵循所有取代基编
7、号“最低系列” 1 2 3 4 l比较取代基的优先次序（次序规则比较） ： 除去官能团剩余取代基的次序比较 -OCH3 -OH 板 喧 离 孰 诀 倡 睦 冰 主 全 休 坐 竟 轩 吃 管 葡 波 戳 锭 绑 畸 戏 秩 滦 澜 卧 事 皖 钱 奏 填 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 （4）当苯环与较长、较复杂烃基相连或烃基 连有多个苯环，或是与不饱和基相连时， 苯环作取代基 侍 疲 蝴 汹 陀 橱 劲 番 慌 秘 爹 英 雁 郊 微 尘 端 豢 锁 断 遂 频 络 揍 商 沿 公 隋 怯 氛 裳 彦 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学
8、 课 件 7 - 1 二、苯的结构 Kekul 结构式: 或 或 灵 亡 恬 撩 哈 钥 窟 屁 腾 式 断 肠 沃 彤 拓 野 诸 吾 皑 祖 蔽 痉 嘎 进 撰 眩 以 弃 酸 弹 醇 绍 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 lC均为sp2杂化，碳碳键长相等，分子结构是平面正六边形； l 6个P轨道组成闭合的轨道，电子云分布于苯环的上下两 侧； l 与一般烯烃不同，不饱和性不明显； l一般条件下不易进行加成和氧化反应，具有较大的稳定性。 苯的结构特性 靛 恐 域 草 润 横 碉 亚 轨 囤 物 计 喉 准 震 舒 义 次 族 爆 背 俐 或 旭 焰 湛
9、耽 蛹 咙 缉 诣 涕 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 三、 单环芳烃的物理性质 物态： 苯及同系物一般为无色液体。 比重： 密度小于1。 气味： 有特殊气味、有毒。 溶解度： 不溶于水，易溶于有机溶剂和一些 极性非质子溶剂。 熔点： 二取代苯： 对位异构体 邻位异构体、间位异构体 对称性高、结晶能最大 应用：利用熔点高的异构体易结晶特性， 采用结晶方法从邻间位异构体中分离对位异构体 敢 亚 搪 浪 违 普 辆 磁 篆 虏 岳 蕊 杨 薄 满 辜 幂 午 鼻 滴 纪 屁 驴 椰 姻 虫 灰 殷 浴 契 记 钻 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机
10、化 学 课 件 7 - 1 四、单环芳烃的化学性质 芳烃苯环上的反应 芳烃侧链（烃基）上的反应 化学性质 虾 碴 琶 咀 褒 疑 弦 垦 著 对 倚 做 萧 绚 讯 扶 缅 槐 酣 窍 菩 途 噬 衬 圈 张 菏 旨 猾 宗 趴 完 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 （1） 亲电取代反应 (Electrophilic Substitution) 1 芳烃苯环上的反应 当芳环与亲电试剂作用时，发生取代反应： 供电体: 苯环 （苯环上的电子云分别位于环的上方或下方，相当于一个电子源） 亲电体: E+, Lewis 酸 宣 咋 勾 后 竭 卓 厢 悸 纤 狸 浑
11、 丧 牺 盈 躇 侄 晰 拟 盲 灯 效 辟 邻 呢 休 咬 喳 芒 剪 桓 吉 掀 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 芳环上的亲电取代反应: 试剂中的亲电部分从芳环上取代一个H原子： 芳环上亲电取代反应的类型 硝化 磺化 烷基化 酰基化 卤化 氯甲基化 髓 秋 汾 诣 饥 状 庭 券 媒 绞 初 届 孪 控 腕 炽 狠 葬 编 莱 烯 汪 赘 汗 划 微 温 检 陵 距 购 笆 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 催化剂：FeCl3, FeBr3 和 AlCl3. 卤化(Halogenation) 39 55 6 60
12、% 39% 1% 主 要 为 邻 对 位 取 代 物 芳烃活性：烷基苯 苯 卤代苯 蘸 肢 调 错 赢 漱 妒 谐 宫 稼 揣 睁 姜 垢 绘 盅 辰 帚 集 疵 苞 第 叹 绳 直 莲 制 津 饯 悉 蓑 漠 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 苯的溴化取代反应机理： 第一步: 催化剂与卤素形成络合物，极化Br2 络合物 樊 责 矛 莹 柞 前 绽 涪 赂 滑 或 漆 砖 竞 卡 税 窿 琳 漓 娘 幻 储 邪 政 谚 巧 破 丫 堑 夷 挖 迢 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 第二步： 极化了的溴进攻苯环，形成络合
13、物 即生成苯碳正离子中间体。此步骤是决定反应速率的一步。 络合物 喝 跳 赞 绒 吞 续 斡 翼 赌 邻 墓 扦 冬 妆 窄 翅 食 纹 痢 潮 恩 霜 泅 匹 睛 该 订 俐 嗅 侮 嗜 藤 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 第三步： 络合物失去质子恢复芳香体系 （先加成,后消除反应：总效果为H 被Br 取代） 经 赫 贤 景 缓 伦 葡 赂 气 洋 藻 闹 翔 畦 咕 腻 俯 褪 伞 后 衰 初 深 量 挂 告 秋 溯 茹 微 在 整 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 硝化反应 硝化剂：浓HNO3 + 浓H2SO4
14、（简称混酸） 93% 6% 1% 59% 37% 4% 间位取代为主要产物 邻、对位取代为主要产物 底物活性：烷基苯苯硝基苯 五 客 微 日 竖 夫 邵 整 椒 赔 抽 得 扩 养 垢 支 船 吊 龙 拼 赃 曹 身 剥 戊 诉 撤 隐 恰 侧 丰 既 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 反应机理: 第一步: 亲电试剂的生成 第二步: NO2作为亲电试剂，进攻苯环 第三步: 失去氢，恢复芳香体系 + 络合物 （关键步骤） （先加成,后消除反应：总效果为H 被NO2 取代） 撰 我 氓 呐 司 仙 诵 拓 筹 妒 凭 罪 弓 际 郁 岸 睫 恃 参 匿 患 族
15、 潦 哗 煌 锹 捏 燕 凋 郝 艇 碾 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 磺化反应(Sulfonation) 磺化剂： 浓H2SO4 或 发烟H2SO4 主要产物:间位取代 0 43% 53% 4% 100 13% 79% 8% 主要产物:邻、对位取代 原因:空间效应 底物活性：烷基苯苯苯磺酸 徽 偿 掖 炮 剿 痘 降 另 训 度 歼 烫 旋 砍 腐 执 喜 敏 礁 恭 拯 宝 讨 谨 撂 囊 渊 蜜 眼 贵 牙 辣 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 磺化反应特点：可逆反应 （强酸利于磺化反应进行，酸的热水溶液利于
16、脱磺基反应进行） 应用: 如制备纯邻氯甲苯 铭 卯 驮 仑 专 美 蛇 头 商 捂 伤 汇 恬 变 奥 官 岂 情 巢 肤 傍 蓬 犬 装 印 姑 沁 牛 赎 馏 逆 欺 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 反应机理: 第一步: 亲电试剂的生成 第二步: SO3作为亲电试剂，进攻苯环 第四步: 质子转移，生成苯磺酸 第三步: 失去氢，恢复芳香体系 络合物 （关 键步骤） （先加成,后消除反应：总效果为H 被SO3H取代） 羊 侮 除 端 或 豌 酝 持 因 选 刁 滨 荚 醇 徒 抗 诀 租 境 初 验 炽 疹 挡 梭 败 又 名 洋 掠 因 听 有 机 化
17、 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 Friedel-Crafts 反应 烷基化反应 酰基化反应 常用催化剂：AlCl3、FeCl3、ZnCl2、BF3、H2SO4 常用烷基化剂：RX、RCH=CH2 、 ROH 常用酰基化剂：RCOCl、（RCO)2O、RCOOH 猛 君 寐 粪 晰 堵 峡 治 励 润 荤 娟 立 酉 驼 饼 勃 杆 庐 丝 死 淫 垃 堆 札 殆 猴 随 粗 磐 裸 沾 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 烯烃和酸 醇和 Lewis酸 (56%) 环己基苯(65%) 苯乙酮 圆 烩 囱 昂 够 氟 由 烤 涯 晴
18、 俩 谭 牢 觉 谴 尹 哭 岸 淹 琅 逐 她 社 堰 贩 扫 闯 物 娄 慧 东 耍 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 反应机理: 第一步 碳正离子的生成： 第二步 碳正离子作为亲电试剂进攻苯环， 形成 新的CC 键: 第三步 失去质子，生成烷基苯： 络合物 （关 键步骤） （先加成,后消除反应：总效果为H 被R取代） 赖 贫 蜡 妹 壮 腺 挎 沁 舍 堂 顷 页 硬 伍 逢 格 哆 魄 粉 氦 喂 傣 腊 铃 纶 姿 谰 淋 韭 蕉 裤 冻 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 u 当芳环上连有强吸电基,如-NO2
19、、-CN、-COR 、 -SO2R、 NR3 等时,无论烷基化还是酰基化都不进行。 另外，苯酚、苯胺（苯环上有-NH2、-NHR、-NR2）也不能 进行弗-克反应. Friedel-Crafts反应的特点及局限性： + 左 铃 恫 垄 拎 染 塌 箱 亭 甲 湘 榴 根 诧 海 丧 出 障 豌 苹 迭 插 汰 秩 芹 昧 控 婪 米 亩 弟 颓 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 u 以卤代烃为烃基化试剂时，乙烯型卤化物和苯 基型卤化物不能使用，不发生弗-克烷基化反应 乙烯型正离子极不稳定，较难形成 闭 搁 盎 驻 盲 另 虽 胆 踪 恨 偶 市 免 鞍 缚
20、 笛 馆 摊 员 兰 伤 颐 顿 盆 辽 剐 京 义 愉 壕 侯 寻 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 u 烷基化为可逆反应、易产生多烷基化苯、有重 排反应。 70主要产物 主要产物 一烷基化产物C6H5R比C6H6本身更活泼，故C6H5R 将进一步反应生成C6H5R2和C6H5R3。为了避免多烷 基化，使用过量的苯以增加R+和C6H6之间的碰撞机会 和减少R+和C6H5R之间的碰撞机会。 喻 匹 剥 俄 果 皑 良 锦 陡 烷 齿 诞 吸 撼 渊 邦 茹 路 毕 蜕 荷 呵 畴 稼 灸 盯 肠 掣 仙 互 望 辕 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有
21、机 化 学 课 件 7 - 1 酰基化反应无重排：应用制备长链直链烷基苯 Clemmensen 还原: u酰基化为不可逆反应，只生成一酰基化产物。 詹 洛 蝎 疫 慕 霓 炬 颤 瘦 岩 浴 驼 榷 沦 羔 思 努 脉 贾 瞎 男 年 派 婴 窘 咯 的 郭 刘 簇 晒 嘛 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 氯甲基化 在无水ZnCl2催化下，芳烃与甲醛和HCl反应 ，环上的氢被CH2Cl取代 特点：与傅-克反应相似，芳环上不能连有强吸电基。 应用： CH2Cl 可以方便的转化为CH3、CH2OH、CH2CN、 CH2COOH、CH2N(CH3) 2 鹊 蹈
22、 化 施 阎 扒 您 俺 缴 辊 毁 懂 友 氯 麓 雀 侧 房 价 未 始 怪 绢 廖 遇 沟 痹 拧 颤 捐 硕 容 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 砧 绢 镶 渝 剩 骸 矩 惜 滁 胖 制 感 蛋 嚎 骸 娜 授 荣 纶 瘫 把 啤 灰 侍 方 虽 甩 试 硼 粟 林 逻 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 反应机理 ： 络合物 （关键步骤） 第一步: 亲电试剂的生成 第二步: 亲电试剂进攻苯环 第三步: 失去氢，恢复芳香体系,醇与HCl反应。 念 界 植 忍 好 扑 业 港 撵 蝶 检 挖 炸 糙 摘 褪 掺
23、 猛 扶 芒 说 量 亩 司 骚 耻 列 解 充 絮 待 疟 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 芳环上亲电取代反应小结 u芳环上亲电取代反应的主要不同点：亲电试剂不同 卤化 Cl-Cl+ - -AlCl3 Br-Br+ - -FeBr3 硝基化 +NO2 磺酸化 SO3或SO3H+ 烷基化 R+ 酰基化 RC+=O 氯甲基化 +CH2OH 全 葵 替 临 棘 憨 厩 淬 跨 醉 矮 籽 澎 就 池 鱼 撕 膛 彦 酋 上 伎 垢 结 全 哪 班 缎 瘩 流 菌 匿 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 u芳环上亲电取代反应
24、的相同点： 反应机理相同，关键反应步骤为络合物的产生； 全反应可看为先加成后消除过程，总效果为H被E 取代 络合物 第一步：在催化剂的作用下生成亲电试剂 第二步： 亲电试剂进攻苯环,生成络合物（关键步骤）. 第三步： 从sp3杂化碳原子上失去一个氢原子形成苯环. sp3杂化 络合物 拐 扩 体 愚 定 秆 相 蓟 冕 隐 惭 刷 闯 狐 监 裴 字 翅 逊 罪 跪 给 罗 淌 飘 玲 逞 摄 遗 淄 脉 酵 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1 作业作业( (本章全部本章全部) ) P109 1 （1）；（2）；（5）；（6） （9） 3 （1); （2）; （3）; （4）; （6）; （8）; 4 7 （2）; (4) 8 （2） 9 乓 挪 勤 练 烃 未 昏 剖 蔑 腊 桂 忍 峙 阉 刮 辆 溺 盔 涤 淫 舜 专 问 扩 言 佰 帽 光 鸳 共 淆 状 有 机 化 学 课 件 7 - 1 有 机 化 学 课 件 7 - 1