[小學(xué)教育]芳香烴ppt課件

1、一、才干目的一、才干目的1 1可以正確的區(qū)分各種類型的芳香烴；可以正確的區(qū)分各種類型的芳香烴；2 2可以根據(jù)芳香烴的性質(zhì)，正確的對芳香烴加以利用?？梢愿鶕?jù)芳香烴的性質(zhì)，正確的對芳香烴加以利用。3. 3. 能用有效地學(xué)習(xí)方法進(jìn)展有機(jī)物化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)。能用有效地學(xué)習(xí)方法進(jìn)展有機(jī)物化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)。分析構(gòu)造特點、確認(rèn)物質(zhì)類型、了解特征反響、聯(lián)絡(luò)實踐運(yùn)用分析構(gòu)造特點、確認(rèn)物質(zhì)類型、了解特征反響、聯(lián)絡(luò)實踐運(yùn)用) )4.4.能針對實踐化學(xué)問題，做出適宜的處理方案。能針對實踐化學(xué)問題，做出適宜的處理方案。二、知識目的1. 了解芳香烴的構(gòu)造、分類、命名；2. 了解芳香烴的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。芳芳 香香 烴烴第一

2、階段：從植物膠中獲得的具有芳香第一階段：從植物膠中獲得的具有芳香 氣味的物質(zhì)稱為芳香化合物。氣味的物質(zhì)稱為芳香化合物。第二階段：將苯和含有第二階段：將苯和含有 苯環(huán)苯環(huán) 的化合物稱的化合物稱 為芳香化合物。為芳香化合物。第三階段：將具有第三階段：將具有 芳香性芳香性 的化合物稱的化合物稱 為芳香化合物。為芳香化合物。芳香性的概念芳香性的概念和和芳香化合物的定義芳香化合物的定義將具有芳香性的碳?xì)浠衔锓Q為芳香烴將具有芳香性的碳?xì)浠衔锓Q為芳香烴芳 香 烴廣義：廣義：狹義：狹義：分子中含有苯環(huán)構(gòu)造的化合物分子中含有苯環(huán)構(gòu)造的化合物CHCH2CH2A A單環(huán)芳烴單環(huán)芳烴苯乙烯苯乙烯間二甲苯間二甲苯甲

3、苯甲苯苯苯B多環(huán)芳烴多環(huán)芳烴C稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴1,2-1,2-二苯乙烷二苯乙烷聯(lián)苯聯(lián)苯三苯甲烷三苯甲烷萘萘蒽蒽菲菲CH3CH=CH2CH3CH31825年年 法拉第發(fā)現(xiàn)了苯。法拉第發(fā)現(xiàn)了苯。1857年年 凱庫勒提出碳四價。凱庫勒提出碳四價。1858年年 凱庫勒提出苯分子具有環(huán)狀構(gòu)造。凱庫勒提出苯分子具有環(huán)狀構(gòu)造。苯芳香烴的母體。C6H6C6H6最簡單的芳香烴，也是芳香烴的典型代表物。CCCCCCHHHHHHCCCCCCHHHHHH現(xiàn)代物理方法測得正六邊形正六邊形一、苯分子的構(gòu)造特點6個相互平行未參與雜化的P軌道離域閉合離域閉合的大的大鍵鍵肩并肩重疊肩并肩重疊大大鍵鍵典型的共軛體系典型的共軛體系

4、苯環(huán)非常穩(wěn)定！或或怎樣表示苯分子的構(gòu)造？碳原子的 雜化和碳的四價。但實踐上并不存在碳碳單鍵和碳碳雙鍵。鍵電子云均勻分布和電子的離域，但不適于其它的芳香烴，如萘。兩種表示方式各有利弊兩種表示方式各有利弊二、命名側(cè)鏈復(fù)雜側(cè)鏈復(fù)雜或銜接有不飽和烴基或銜接有不飽和烴基幾幾 個個 命命 名名 實實 例例甲苯甲苯 乙苯乙苯 正丙苯正丙苯異丙苯異丙苯 叔丁苯叔丁苯CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3H3C連三甲苯連三甲苯 偏三甲苯偏三甲苯 間三甲苯間三甲苯鄰二甲苯鄰二甲苯 間二甲苯間二甲苯 對二甲苯對二甲苯1，2-二甲苯二甲苯 1，3二甲苯二甲苯 1，4二甲苯二甲苯 或者Ph或者PhCH2或者或

5、者CH2三、苯的物理性質(zhì)1.苯及其同系物普通是無色液體；2.密度小于1；3.其蒸氣有特殊氣味，有毒！4.不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑；5.苯的熔點5.5，沸點80.1 ，用冰冷卻，苯凝結(jié)為無色晶體。四、苯的化學(xué)性質(zhì)苯環(huán)的特點：一個整體，很穩(wěn)定，不易被破壞。苯環(huán)的特點：一個整體，很穩(wěn)定，不易被破壞。高度不飽和，但不能使高度不飽和，但不能使KMnO4酸性溶液和溴水褪色。酸性溶液和溴水褪色。芳香性：不易加成，不易被氧化；易發(fā)生取代反響。芳香性：不易加成，不易被氧化；易發(fā)生取代反響。苯環(huán)上的反響側(cè)鏈上的反響CCCCCCHHHHHCH3取代反響銜接在苯環(huán)上的氫原子氧化反響加成反響氧化反響取代反響側(cè)鏈上的-氫

6、原子1.苯的典型反響取代反響，苯分子中的氫原子被其它原子或基團(tuán)取代的反響。氯苯溴苯鹵代反響催化劑催化劑催化劑催化劑FeFe或或FeCl3FeCl3、 FeBr3 FeBr3苯環(huán)上的反響苯環(huán)上的反響+HONO2濃硫 酸加 熱NO2+H2OH硝基苯混酸：濃硝酸和濃硫酸的混合物。苯進(jìn)展硝化反響時必需用混酸。硝基苯：苦杏仁味，無色油狀液體，密度大于1，有毒！制備染料的重要原料。硝化反響磺化反響苯磺酸運(yùn)用：-SO3H有較強(qiáng)的酸性，可以改動有機(jī)物的酸堿性。 利用它的逆反響在有機(jī)合成中起到占位作用，以得到所需的化合物。 在分子中引入一個極性大的磺酸基，可以改善有機(jī)物的水溶性。 +HOSO3H(濃)SO3H+

7、H2O加 熱HSO3HH2OH2SO4稀HCl加壓150 200+，+烷基化反響在無水三氯化鋁等催化劑的作用下，苯與鹵烷、烯烴或醇等烷基化試劑作用，芳環(huán)上的氫原子被烷基取代生成烷基苯。 +CH3ClCH3+HCl無 水 AlCl3+CH3CHCH2無水AlCl3痕量HClCHCH3CH3+CH3CH2CH2ClCH(CH3)2+CH2CH2CH370%30%無水AlCl3特點：烷基化反響時，經(jīng)常伴隨多烷基化反響發(fā)生。為了使一烷基苯為主要產(chǎn)物，制備時，苯要過量。 引入的烷基含有三個或三個以上碳原子時，經(jīng)常發(fā)生重排，生成重排產(chǎn)物。 十二烷基苯磺酸鈉是合成洗劑即洗衣粉中的主要成份 在洗滌劑中運(yùn)用的烷

8、基苯磺酸鈉有支鏈構(gòu)造(ABS)和直鏈構(gòu)造(LAS)兩種，支鏈構(gòu)造生物降解性小，會對環(huán)境呵斥污染，而直鏈構(gòu)造易生物降解，生物降解性可大于90%，對環(huán)境污染程度小。 CH3CHCH2+H+CH3CHCH3+H+CH3CHCH3+CH3CHCH3+H+CH3CHCH2H+CH3CHCH3CH2+CH3CHCH3+CH3CH2重 排更穩(wěn)定?；错?在無水三氯化鋁作用下，苯與酰鹵或酸酐?；噭┳饔?，苯環(huán)上的氫原子被?；〈煞纪?。 +CH3COClCOCH3+HCl無 水 AlCl3+CH3CCOCH3無水AlCl3COCH3+CH3COOHOO 與烷基化相比，?；错懠炔话l(fā)生異構(gòu)化，也不生成多

9、元取代物。 當(dāng)苯環(huán)上連有強(qiáng)的吸電子基：NO2SO3H、COR、CN等基團(tuán)時，普通不發(fā)生傅克反響。 傅瑞德爾克拉夫茨FriedelCrafts反響：在無水三氯化鋁等路易斯酸的催化作用下，芳烴分子中芳環(huán)上的氫原子被烷基或酰基取代的反響叫做傅克反響，又稱烷基化反響和?；错憽?氯甲基化反響 在無水氯化鋅的存在下，芳烴與甲醛及氯化氫作用，芳環(huán)上的氫原子即被氯甲基-CH2Cl取代，此反響叫氯甲基化反響。 H2O+3HClCH2Cl3(HCHO)3ZnCl26033 由于苯環(huán)上電子云密度較大，與苯環(huán)發(fā)生取代反響的試劑都是親電試劑，因此苯環(huán)上的取代反響都是親電取代反響。2.苯的加成反響苯環(huán)非常穩(wěn)定，加成反

10、響比較困難，但在一定的條件下，可以發(fā)生加成反響。 +3H2Ni1802503.苯的氧化反響苯環(huán)穩(wěn)定，不易被氧化，但在高溫暖催化劑存在下也可被氧化。H2O+400 50029O2V2O5HHCCCCOOOCO22443Cl2紫外光ClClClClClCl1.氧化反響：在酸性氧化反響：在酸性KMnO4等氧化劑的作用下，等氧化劑的作用下，側(cè)鏈含有側(cè)鏈含有-H時，不論側(cè)鏈長短，均被氧化成時，不論側(cè)鏈長短，均被氧化成羧基。羧基。 CH3CH2CH3CH(CH3)2KMnO4H+COOHCCH3CH3CH3KMnO4H+側(cè)鏈上的反響側(cè)鏈上的反響CH3，V2O5CH3O2加熱COOHCOOH(對苯二甲酸）+

11、CH3480 3O2V2O5CCOOOCH3工業(yè)制備CH3CH3H3CH3CO2(空氣), V2O5350500OOOOOO70%均苯四甲酸二酐均苯四甲酸二酐鄰苯二甲酸酐鄰苯二甲酸酐 把苯、甲苯、二甲苯各2ml分別注入3支試管，各參與3滴KMnO4酸性溶液，用力震蕩，實驗景象：苯不能使KMnO4酸性溶液的紫色褪去；但甲苯、二甲苯能使KMnO4酸性溶液的紫色褪去。苯環(huán)上的側(cè)鏈被KMnO4酸性溶液氧化了。苯苯實驗室鑒別2.鹵代反響鹵代反響 芳烴苯環(huán)側(cè)鏈上連有芳烴苯環(huán)側(cè)鏈上連有-H時，在光時，在光照的作用下與鹵素發(fā)生反響，照的作用下與鹵素發(fā)生反響，-H原子被鹵素原子被鹵素取代。取代。CH2CH3+C

12、l2hCHCH3Cl甲苯的取代反響+HNO3H2SO45060NO2+H2O濃濃HNO3H2SO430,CH3NO2NO2NO2CH3CH3CH359% 37% 4%結(jié) 論 甲基使苯環(huán)活化，取代反響更容易進(jìn)展； 苯環(huán)上有甲基時，第二個取代基的位置主要是鄰位和對位。+HNO3H2SO45060NO2+H2O濃濃HNO3H2SO430,CH3NO2NO2NO2CH3CH3CH359% 37% 4%硝基苯的取代反響濃濃HNO3H2SO4110,NO2NO2NO2NO2NO2NO2NO293% 6% 1%比 較結(jié) 論硝基使苯環(huán)鈍化，取代反響更難進(jìn)展； 苯環(huán)上有硝基時，第二個取代基的位置主要是間位。+B

13、r2FeBr390Br+BrBrBrBr2ClCl2FeCl3ClClClClClCl39 55 6 在更劇烈的條件下鹵苯的取代反響結(jié) 論鹵素原子使苯環(huán)鈍化，取代反響更難進(jìn)展； 苯環(huán)上有鹵素原子時，第二個取代基的位置主要是鄰位和對位。五、定位規(guī)律五、定位規(guī)律1. 1. 兩類定位基兩類定位基 第一類第一類鄰、對位定位基：使新進(jìn)入的取代基主要進(jìn)鄰、對位定位基：使新進(jìn)入的取代基主要進(jìn)入它的鄰位和對位；同時使苯環(huán)活化鹵素除外。入它的鄰位和對位；同時使苯環(huán)活化鹵素除外。 定位基ON(CH3)2NH2OHOCH3NHCOCH3名稱氧負(fù)離子二甲胺基氨基羥基甲氧基乙酰胺基定位基CH3OCOCH3ClBrIC6

14、H5名稱甲基乙酰氧基氯原子溴原子碘原子苯基OH+Br+ 3HBr3Br2H2OBrBrOHOH+Br+ 3HBr3Br2H2OBrBrOH室溫下即可反響；室溫下即可反響；三個氫原子被取代；三個氫原子被取代；立刻出現(xiàn)白色沉淀。立刻出現(xiàn)白色沉淀。-OH使苯環(huán)大大的活化使苯環(huán)大大的活化-OH 是鄰對位定位基。是鄰對位定位基。第二類第二類間位定位基：使新進(jìn)入的取代基主要進(jìn)入它間位定位基：使新進(jìn)入的取代基主要進(jìn)入它的間位；同時使苯環(huán)鈍化。的間位；同時使苯環(huán)鈍化。+N(CH3)3+NH3定位基NO2CNSO3HCHO名稱三甲胺基硝基氰基磺基醛基或甲酰基定位基COCH3COOHCOOCH3CONH2名稱乙酰

15、基羧基甲氧羰基或甲酯基氨基甲酰基銨基濃 H2SO4,或 20%發(fā)煙H2SO4,70-8025SO3H發(fā) 煙 H2SO466%90SO3HSO3H一取代苯硝化時的相對速率與異構(gòu)體的分布一取代苯硝化時的相對速率與異構(gòu)體的分布取取代代基基相相對對速速率率(與與氫氫比比)o（鄰鄰）p（對對） m（間間）H 1OCH3200000741115NHCOCH3很很快快19792CH3 2558384C(CH3) 3 15167311CH2Cl 0.3325216Cl 0.03330691Br 0.0336631COOC2H5 0.003724472COOH 0.00119180NO2 0.000000066

16、193N+(CH3) 3 0.0000000121002.2.取代基的空間效應(yīng)取代基的空間效應(yīng) 對于鄰對位定位基，取代基的空間效應(yīng)越大，鄰對于鄰對位定位基，取代基的空間效應(yīng)越大，鄰位異構(gòu)體越少。位異構(gòu)體越少。R=CH3 () 58.45 37.15 4.40 CH2CH3 () 45.0 48.5 6.5HNO3H2SO4RRRRNO2NO2NO2CH(CH3)2 () 30.0 62.3 7.7C(CH3)3 () 15.8 72.7 11.5例一，不同取代的苯，引入一樣的集團(tuán)例一，不同取代的苯，引入一樣的集團(tuán): :減少減少RCH3CH3CH3RRRCH3一樣的取代苯，引入不同的集團(tuán)時：一樣

17、的取代苯，引入不同的集團(tuán)時：R=CH3 () 53.8 28.8 17.3 CH2CH3 () 45 25 30 CH(CH3)2 () 37.5 32.7 29.8 C(CH3)3 () 0 93 7 CH3H2SO4CH3SO3HCH3SO3HCH3SO3H0 43% 53% 4%100 13% 79% 8%這種景象的發(fā)生可歸因于這種景象的發(fā)生可歸因于“空間妨礙的結(jié)果。在高溫時，空間妨礙的結(jié)果。在高溫時，由于基團(tuán)的震動加強(qiáng)而這種影響較為顯著，鄰位取代就格外由于基團(tuán)的震動加強(qiáng)而這種影響較為顯著，鄰位取代就格外遭到限制，因此磺酸基就進(jìn)入空間妨礙小的對位，這種景象遭到限制，因此磺酸基就進(jìn)入空間妨

18、礙小的對位，這種景象也叫鄰位效應(yīng)。也叫鄰位效應(yīng)。3.3.二元取代苯的定位規(guī)律二元取代苯的定位規(guī)律苯環(huán)上已有兩個取代基，再引入第三個取代基時，有以下兩種情況：苯環(huán)上已有兩個取代基，再引入第三個取代基時，有以下兩種情況： 原來的取代基為同類的，第三個取代基進(jìn)入的位置由定位才干強(qiáng)的決議。原來的取代基為同類的，第三個取代基進(jìn)入的位置由定位才干強(qiáng)的決議。 CH3OCH3COOHNO2NH2OCH3 原來的兩個取代基為不同類的，取決于鄰對位定位基。原來的兩個取代基為不同類的，取決于鄰對位定位基。 BrCOOHCH3NO2ClCOOHNHCOCH3NO213%87%少量（位阻）4.4.定位規(guī)律的運(yùn)用定位規(guī)律

19、的運(yùn)用由苯合成間硝基溴苯 Fe粉NO2BrBr2Fe粉H2SO4NO2BrBrNO2+BrNO2HNO3,H2SO4Br2HNO3由甲苯合成間硝基苯甲酸 CH3KMnO4/H+HNO3,H2SO4+COOHHNO3,H2SO4COOHNO2CH3NO2CH3NO2KMnO4/H+COOHNO2+COOHNO2六、芳烴的來源 1.1.從煤焦油中分別從煤焦油中分別 煤經(jīng)干餾得到的黑色黏稠液體叫做煤焦油，從煤焦油中可以分別出芳煤經(jīng)干餾得到的黑色黏稠液體叫做煤焦油，從煤焦油中可以分別出芳烴烴苯、甲苯、萘、蒽、菲等。苯、甲苯、萘、蒽、菲等。 2.2.從石油裂解產(chǎn)品中分別從石油裂解產(chǎn)品中分別 石油為原料高溫裂解消費(fèi)乙烯、丙烯和石油為原料高溫裂解消費(fèi)乙烯、丙烯和1 1，3-3-丁二烯時，得到一定量丁二烯時，得到一定量的液體副產(chǎn)物。液體副產(chǎn)物分別后可得苯、甲苯、二甲苯等芳烴。的液體副產(chǎn)物。液體副產(chǎn)物分別后可得苯、甲苯、二甲苯等芳烴。七、簡單的稠環(huán)芳烴七、簡單的稠環(huán)芳烴 1.萘萘12345678 其中的其中的1 1、4 4