有機化學(xué) 芳香烴PPT精選文檔

1、12炔烴炔烴烯烴烯烴不飽和鏈烴不飽和鏈烴烷烴烷烴飽和鏈烴飽和鏈烴烴烴鏈烴鏈烴（脂肪烴）（脂肪烴）環(huán)烴環(huán)烴芳香烴芳香烴脂環(huán)烴脂環(huán)烴烴：僅由碳、氫兩種元素組成的化合物烴：僅由碳、氫兩種元素組成的化合物烴的烴的分類分類回顧回顧3 1 1、脂環(huán)烴的結(jié)構(gòu)；、脂環(huán)烴的結(jié)構(gòu)； 2 2、脂環(huán)烴的命名；、脂環(huán)烴的命名； 3 3、脂環(huán)烴的化學(xué)性質(zhì)、脂環(huán)烴的化學(xué)性質(zhì)催化加氫、加成反應(yīng)、取代反應(yīng)催化加氫、加成反應(yīng)、取代反應(yīng)（小環(huán)開環(huán)加成，大環(huán)取代反應(yīng)）（小環(huán)開環(huán)加成，大環(huán)取代反應(yīng)）41 1熟悉苯環(huán)的結(jié)構(gòu)特征熟悉苯環(huán)的結(jié)構(gòu)特征2 2掌握芳香烴的命名掌握芳香烴的命名3 3掌握苯的重要反應(yīng)掌握苯的重要反應(yīng) 學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求

2、5一、苯分子的概念與結(jié)構(gòu)一、苯分子的概念與結(jié)構(gòu)閉合的六個原子六個電子的共軛體系。閉合的六個原子六個電子的共軛體系。苯分子中的大苯分子中的大 鍵鍵HHHHHH1.芳香烴：一般是指分子中含芳香烴：一般是指分子中含苯環(huán)苯環(huán)的烴。的烴。 2.芳香烴的結(jié)構(gòu)：芳香烴的結(jié)構(gòu)：6苯的結(jié)構(gòu)式苯的結(jié)構(gòu)式苯的凱庫勒式結(jié)構(gòu)苯的凱庫勒式結(jié)構(gòu) 苯的結(jié)構(gòu)式苯的結(jié)構(gòu)式 苯的分子式：苯的分子式：C C6 6H H6 6或或大大 鍵鍵7芳香烴芳香烴：具有芳香性的碳?xì)浠衔铩＞哂蟹枷阈缘奶細(xì)浠衔?。芳香性芳香性? 1）具有穩(wěn)定的環(huán)系；）具有穩(wěn)定的環(huán)系； 2 2）易于取代，難于加成和氧化。）易于取代，難于加成和氧化。8二、芳香烴的

3、分類二、芳香烴的分類 含有苯環(huán)的有機化合物稱為含有苯環(huán)的有機化合物稱為芳香族化合物芳香族化合物，把分子中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的烴稱為把分子中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的烴稱為芳香烴芳香烴。 (1) (1) 單環(huán)芳香烴單環(huán)芳香烴：分子中只含有一個苯環(huán)：分子中只含有一個苯環(huán)的芳香烴稱為的芳香烴稱為單環(huán)芳香烴單環(huán)芳香烴。CH3CH CH2苯苯甲苯甲苯苯乙烯苯乙烯9 (2) 多環(huán)芳香烴多環(huán)芳香烴：分子中含有兩個或兩個：分子中含有兩個或兩個以上獨立苯環(huán)的芳香烴稱為以上獨立苯環(huán)的芳香烴稱為多環(huán)芳香烴多環(huán)芳香烴。 根據(jù)苯環(huán)的根據(jù)苯環(huán)的連接方式連接方式的不同，多環(huán)芳香烴的不同，多環(huán)芳香烴又可以分為又可以分為聯(lián)苯、聯(lián)多苯聯(lián)苯、聯(lián)多苯

4、和和多苯代脂肪烴多苯代脂肪烴。聯(lián)苯聯(lián)苯多苯代脂肪烴多苯代脂肪烴聯(lián)多苯聯(lián)多苯10 (3) 稠環(huán)芳香烴稠環(huán)芳香烴：分子中含有兩個或多個苯：分子中含有兩個或多個苯環(huán)環(huán)共用兩個相鄰碳原子共用兩個相鄰碳原子的芳香烴，稱為的芳香烴，稱為稠環(huán)芳稠環(huán)芳香烴香烴。 萘萘 蒽蒽 菲菲111 1芳基的概念芳基的概念 芳烴分子中，去掉一個氫原子后，剩下的基團(tuán)稱芳烴分子中，去掉一個氫原子后，剩下的基團(tuán)稱為為芳基芳基，用，用-Ar表示。重要的芳基有：表示。重要的芳基有：CH2(C6H5CH2-)芐基（苯甲基），用Bz表示苯基， 用Ph或 表示三、芳香烴的命名三、芳香烴的命名12(一一) 單環(huán)芳香烴的命名單環(huán)芳香烴的命名

5、以苯環(huán)為以苯環(huán)為母體母體，以烴基為，以烴基為取代基取代基，稱為，稱為某烷某烷基苯。基苯。 CH3CH2CH3CHCH3CH3 甲（基）苯甲（基）苯 乙（基）苯乙（基）苯 異丙（基）苯異丙（基）苯13 當(dāng)苯環(huán)上連有當(dāng)苯環(huán)上連有兩個或兩個以上取代基兩個或兩個以上取代基時，可時，可用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)明其相對位次。用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)明其相對位次。 若苯環(huán)上連有若苯環(huán)上連有兩個相同取代基兩個相同取代基時，常用時，常用鄰鄰或或 o、間間或或 m、對對或或 p 來標(biāo)明它們的相對位次。來標(biāo)明它們的相對位次。CH3CH3CH3CH3CH3CH31, 2-二甲苯二甲苯 1, 3-二甲苯二甲苯 1, 4-二甲苯二甲苯 鄰鄰

6、-二甲苯二甲苯 間間-二甲苯二甲苯 對對 -二甲苯二甲苯14 當(dāng)苯環(huán)上有當(dāng)苯環(huán)上有三個相同的取代基三個相同的取代基，可用阿拉伯?dāng)?shù)，可用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)記取代基的位置，也可用字標(biāo)記取代基的位置，也可用連、偏、均連、偏、均表示其相表示其相對位次。對位次。CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3 1,2,3-三甲苯三甲苯 1,3,5-三甲苯三甲苯 1,2,4-三甲苯三甲苯 連連-三甲苯三甲苯 均均-三甲苯三甲苯 偏偏-三甲苯三甲苯 15 當(dāng)苯環(huán)連接較當(dāng)苯環(huán)連接較復(fù)雜的烴基或不飽和烴基復(fù)雜的烴基或不飽和烴基時，時，常以常以苯環(huán)為取代基苯環(huán)為取代基進(jìn)行命名。進(jìn)行命名。 C H C H2C H

7、C H3CH3CH2CH3C H C H2 2-甲基甲基-4-苯基己烷苯基己烷 苯乙烯苯乙烯6 5 4 3 2 116( (二二) ) 多環(huán)芳烴的命名多環(huán)芳烴的命名 多苯代脂肪烴命名時，以多苯代脂肪烴命名時，以脂肪烴為母體脂肪烴為母體，以，以苯環(huán)為取代基苯環(huán)為取代基。CH2CH2CH2 1, 3-二苯基丙烷二苯基丙烷1 2 317（三）稠環(huán)芳烴的命名（三）稠環(huán)芳烴的命名 簡單稠環(huán)芳烴給予簡單稠環(huán)芳烴給予特定名稱特定名稱，每種稠環(huán)上碳，每種稠環(huán)上碳原子的原子的編號編號有所不同。有所不同。 萘萘 蒽蒽 菲菲12345678891234105671234567891018 萘的一元取代物可用萘的一元

8、取代物可用、來命名；二元或來命名；二元或多元取代物異構(gòu)體較多，命名時用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)多元取代物異構(gòu)體較多，命名時用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)明取代基的位次。明取代基的位次。SO3HCH3CH3CH3 - -萘磺酸萘磺酸 1,3,5-1,3,5-三甲基萘三甲基萘19四、單環(huán)芳烴的物理性質(zhì)四、單環(huán)芳烴的物理性質(zhì) 苯及其同系物一般為無色液體，苯及其同系物一般為無色液體，密度密度比比水水小小，不溶于水，易溶于石油醚、醇、四氯化碳，不溶于水，易溶于石油醚、醇、四氯化碳等有機溶劑。等有機溶劑。 單環(huán)芳烴的密度比單環(huán)芳烴的密度比碳原子數(shù)相同的脂肪碳原子數(shù)相同的脂肪烴大烴大，一般在，一般在 0.8 0.8 - - 0.91

9、gcm 0.91 gcm-3 -3 之間。之間。20一些常見單環(huán)芳烴的物理性質(zhì)名 稱熔點/沸點/密度/(gcm-3) 折射率(20)苯5.580.10.8791.5001甲苯-95.0110.60.86691.4961乙苯-95.0136.30.86701.4959鄰二甲苯-15144.40.86701.5055間二甲苯-47.9139.10.86421.4972對二甲苯13.5138.40.86111.4959丙苯-99.5159.20.86201.4920異丙苯-96152.40.86181.4915連三甲苯-25.41760.89441.5139偏三甲苯-43.81690.87581.5

10、048均三甲苯-44.71650.86521.4888苯乙烯-30.6145.20.90611.5468苯乙炔-44.8142.40.92811.548521五、單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)五、單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)221. 鹵代反應(yīng)鹵代反應(yīng)+ X2FeX3+ HX (X=Cl,Br)X50-60三鹵化鐵的作用三鹵化鐵的作用-促使鹵素分子極化而離解促使鹵素分子極化而離解23CH3CH2BrCH3FeBr3Br25560 Co+Br+BrCH3CH3Br2+hvHBr+比較：比較：條件不同條件不同取代位置不同取代位置不同24NO250-60+HONO2濃H2SO4H2ONO230+HONO2濃H2SO4CH3

11、CH3CH3NO2硝基苯硝基苯鄰硝基甲苯鄰硝基甲苯對硝基甲苯對硝基甲苯25ArH+H2SO4ArSO3HH2O3. 磺化反應(yīng)磺化反應(yīng)與硫酸反應(yīng)與硫酸反應(yīng)SO3H+濃H2SO4CH3CH3CH3SO3H在藥物分子中引入磺酸基，可以增加藥物的水溶性在藥物分子中引入磺酸基，可以增加藥物的水溶性264、 傅瑞德爾傅瑞德爾-克拉夫茨烷基化反應(yīng)克拉夫茨烷基化反應(yīng)傅傅-克克反應(yīng)反應(yīng)(Friedel-Crafts)烷基化烷基化酰基化?；蹈?克烷基化反應(yīng)克烷基化反應(yīng)+ RClAlCl3R27取代反應(yīng)小結(jié)：取代反應(yīng)小結(jié)：1.1.甲苯比苯更容易發(fā)生取代反應(yīng)甲苯比苯更容易發(fā)生取代反應(yīng)；2.2.鹵代、硝化、磺化鹵代

12、、硝化、磺化均為取代反應(yīng)；均為取代反應(yīng)；3.3.發(fā)生取代反應(yīng)的部位與原有的取代基發(fā)生取代反應(yīng)的部位與原有的取代基有關(guān)，有關(guān)，甲基是鄰對位定位基甲基是鄰對位定位基281. 催化加氫催化加氫2. 與氯氣加成與氯氣加成+Cl2光照50OCClClClClClCl六六六六六六具有殺蟲活性具有殺蟲活性291. 氯代反應(yīng)氯代反應(yīng)2. 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)CH2CH3CHCH3ClCl2CH3COOHKMnO430 在在過量氧化劑過量氧化劑存在下存在下, ,無論支鏈長短無論支鏈長短, ,最后都氧化成最后都氧化成苯甲酸苯甲酸( (說明說明的活潑性的活潑性):):注意：注意：叔丁基苯叔丁基苯由于由于無無，在一般情況

13、下，在一般情況下不氧化不氧化CH2CH3COOHKMnO4 31均有均有,直接直接氧化成氧化成苯甲酸苯甲酸CH3CH2CH2CH3MnO4-/H2O COOH32六、苯環(huán)上取代反應(yīng)的定位規(guī)律六、苯環(huán)上取代反應(yīng)的定位規(guī)律(一一) 兩類定位基兩類定位基1. 鄰對位定位基鄰對位定位基第一類定位基第一類定位基，使苯環(huán)活化，使苯環(huán)活化 (鹵素除外鹵素除外)。2. 間位定位基間位定位基第二類定位基第二類定位基，間位定位基能使苯環(huán)鈍化，間位定位基能使苯環(huán)鈍化33取代基的定位效應(yīng)取代基的定位效應(yīng)+3NR34稠環(huán)芳香烴稠環(huán)芳香烴 稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴是指分子中含有由兩個或多個苯環(huán)是指分子中含有由兩個或多個苯環(huán)共用兩個相鄰碳原子稠合而成的芳烴。共用兩個相鄰碳原子稠合而成的芳烴。 萘分子中萘分子中位電子密度最高，位電子密度最高， 位其次，中位其次，中間兩個共用碳原子的電子密度最低。在蒽和菲分間兩個共用