掌握苯的結(jié)構(gòu)和苯的物理性質(zhì)市公開(kāi)課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、第八章 芳 烴 掌握苯結(jié)構(gòu)和苯物理性質(zhì)，苯衍生物命名； 苯同系物同分異構(gòu)、芳烴親電取代反應(yīng)，苯環(huán)上親電取代反應(yīng)定位規(guī)律、解釋和應(yīng)用； 苯同系物其它性質(zhì)； 掌握休克爾規(guī)律及其應(yīng)用； 掌握其它芳香化合物命名和多環(huán)芳烴命名和性質(zhì)；第1頁(yè)第1頁(yè)hua082_ 密碼hua0822hua083_ 密碼hua0832hua084_ 密碼hua0841hua084_ 密碼hua0842hua084_ 密碼hua0843第2頁(yè)第2頁(yè)第一階段：從植物膠中取得含有芳香氣味物質(zhì)稱為芳香化合物。第二階段：將苯和含有苯環(huán)化合物稱為芳香化合物。第三階段：將含有芳香特性化合物稱為芳香化合物。對(duì)芳香族化合物結(jié)識(shí)階段：第3頁(yè)第3

2、頁(yè)芳香性概念：1 C/H百分比高。2 含有平面或靠近平面環(huán)狀結(jié)構(gòu)。3 鍵長(zhǎng)趨于平均化。4 在核磁共振譜中，環(huán)外氫化學(xué)位移明顯移向低場(chǎng)， 環(huán)內(nèi)氫化學(xué)位移明顯移向高場(chǎng)。5 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，易發(fā)生親電取代而不易發(fā)生加成。第4頁(yè)第4頁(yè)不足之處：1、不能解釋為何苯不起類似烯烴加成反應(yīng)；成功之處：解釋了苯環(huán)單取代物只有一個(gè)，二取代有三種；8.1 苯結(jié)構(gòu)8.1.1 苯凱庫(kù)勒式，C6H6，不飽和度等于4一、1865年凱庫(kù)勒提出苯環(huán)為環(huán)己三烯結(jié)構(gòu) 2、不能完整解釋鄰位二取代只有一個(gè)。 第5頁(yè)第5頁(yè)二、苯環(huán)結(jié)構(gòu) 三、苯環(huán)結(jié)構(gòu)表示辦法 苯甲苯萘凱庫(kù)勒式 第6頁(yè)第6頁(yè)7.1.2 苯共振式和共振能苯含有特殊穩(wěn)定性-從氫化

3、熱數(shù)據(jù)看苯內(nèi)能。 環(huán)己烯 環(huán)己二烯 環(huán)己三烯 苯氫化熱（kJ / mol） 119.5 231.8 119.53=358.5 208.5 (測(cè)定) (測(cè)定) (依據(jù)假設(shè)計(jì)算) (測(cè)定)每個(gè)C=C平均 119.5 115.9 119.5 69.5氫化熱 (kJ / mol）從整體看： 苯比環(huán)己三烯能量低 358.5 - 208.5 = 150 kJ / mol （苯共振能） 苯比環(huán)己二烯能量低 231.8 - 208.5 = 23.3 kJ / mol第7頁(yè)第7頁(yè)8.2 芳烴異構(gòu)現(xiàn)象和命名 8.2.1 苯衍生物異構(gòu)和命名1、一取代(一個(gè)) 2、二取代（三種） 鄰（o-） 間（m-） 對(duì)（p-）

4、3、三取代（3個(gè)取代基相同時(shí)有三種） 連三甲苯 偏三甲苯 均三甲苯苯衍生物異構(gòu):第8頁(yè)第8頁(yè)一 烴基苯命名 1、命名規(guī)則：烷基作為取代基，苯環(huán)作為母體 甲苯 乙苯 異丙苯 鄰二甲苯 間二甲苯 對(duì)二甲苯 苯衍生物命名:第9頁(yè)第9頁(yè)2、含有雙鍵和叁鍵苯乙烯 苯乙炔 二苯基乙烯3、如所連基團(tuán)較復(fù)雜，也能夠把苯環(huán)作為取代基 2甲基3苯基戊烷3苯丙烯第10頁(yè)第10頁(yè)4、幾種主要取代基Ph 或 C6H5 苯基PhCH2或 Bz芐基 烯丙基 第11頁(yè)第11頁(yè)二 芳烴衍生物命名 1、一些基團(tuán)只能做取代基 2，4二硝基氯苯2、當(dāng)取代基為NH2，OH，CHO，COOH，SO3H時(shí)通常做為一類化合物處理，依次為苯胺

5、，苯酚，苯甲醛，苯甲酸，苯磺酸。 硝基苯3硝基4氯甲苯第12頁(yè)第12頁(yè)對(duì)氯苯酚 對(duì)氨基苯磺酸 對(duì)甲?；郊姿?3、苯環(huán)上連有各種取代基時(shí)，選擇母體（排在后面為母體）OR， R，NH2，OH，COR，CHO，CN，CONH2，COX，CO2R，SO3H，CO2H第13頁(yè)第13頁(yè)8.2.3 物理性質(zhì)：無(wú)色有芳香氣味液體，密度在0.86和0.93之間8.2.2 苯衍生物偶極矩8.2.4 苯衍生物生成熱從表8.3可見(jiàn)：苯環(huán)上甲基使其更穩(wěn)定。第14頁(yè)第14頁(yè)8.3 苯環(huán)上親電取代反應(yīng)8.3.1苯鹵化反應(yīng)*1 定義有機(jī)化合物碳上氫被鹵素取代反應(yīng)稱為鹵化反應(yīng)。*2 反應(yīng)式第15頁(yè)第15頁(yè)*3 反應(yīng)機(jī)理共振式

6、離域式第16頁(yè)第16頁(yè)反應(yīng)進(jìn)程E第17頁(yè)第17頁(yè)氯化碘化第18頁(yè)第18頁(yè)8.3.2苯硝化反應(yīng)在苯硝化反應(yīng)中，攻打試劑是硝甕正離子：第19頁(yè)第19頁(yè)(1) HNO3 + 2H2SO4 H3O+ + +NO2 + 2 HSO4-+ +NO2NO2+ HSO4-+ H2SO4(2)(3)NO2反應(yīng)機(jī)理HNO3 + H2SO4 HSO4- + H2O+NO2 H2O+NO2 H2O + +NO2 H2SO4 + H2O H3+O + HSO4-第20頁(yè)第20頁(yè)8.3.2磺化反應(yīng) 1、苯和發(fā)煙硫酸在7580C之間反應(yīng)，苯環(huán)上氫原子被磺酸基所取代反應(yīng)。2、機(jī)理3、磺化反應(yīng)是可逆反應(yīng)第21頁(yè)第21頁(yè)芳烴在路

7、易斯酸催化下，苯環(huán)上氫原子被?；驘N基所取代反應(yīng)。 8.3.4 傅克反應(yīng)： 傅克?；磻?yīng) 1 ?；噭罕揭彝?2頁(yè)第22頁(yè)2 機(jī)理第23頁(yè)第23頁(yè) 傅克烴基化反應(yīng) 1、催化劑：AlCl3，F(xiàn)eCl3，ZnCl2，BF3 2、烷基化試劑(能生產(chǎn)碳正離子試劑)：RX，ROH，烯烴 3、機(jī)理 第24頁(yè)第24頁(yè)4、傅克烴基化反應(yīng)特點(diǎn)（重排, 可逆 ）反應(yīng)是可逆，因此經(jīng)常發(fā)生烷基移位、移環(huán)。第25頁(yè)第25頁(yè)離域式苯環(huán)親電取代反應(yīng)普通模式共振式到8.5第26頁(yè)第26頁(yè)8.4 苯環(huán)上親電取代反應(yīng)定位規(guī)律8.4.1 定位規(guī)律但事實(shí)上主要產(chǎn)物只有一個(gè)或兩種.第27頁(yè)第27頁(yè)第28頁(yè)第28頁(yè)第29頁(yè)第29頁(yè)第

8、30頁(yè)第30頁(yè)問(wèn)題 8.5 寫(xiě)出下列化合物在硝化反應(yīng)中(導(dǎo)入一個(gè)硝基)主要產(chǎn)物。第31頁(yè)第31頁(yè)8.4.2 定位規(guī)律理論依據(jù)反應(yīng)進(jìn)程勢(shì)能反應(yīng)速度控環(huán)節(jié)是形成C+，該步過(guò)渡態(tài)能量與C+較靠近， C+越穩(wěn)定，活化能越低。因此， 能夠通過(guò)判別C+穩(wěn)定性來(lái)判別速度快慢和定位效應(yīng)。第32頁(yè)第32頁(yè)第33頁(yè)第33頁(yè)第34頁(yè)第34頁(yè) 甲基(活化、鄰對(duì)位定位基、位阻)(1)(2)(3)第35頁(yè)第35頁(yè) 三氟甲基(間位定位基、鈍化)第36頁(yè)第36頁(yè)第37頁(yè)第37頁(yè) 甲氧基(鄰對(duì)位定位基、鄰對(duì)位活化、間位鈍化)第38頁(yè)第38頁(yè)第39頁(yè)第39頁(yè) 鹵素(鄰對(duì)位定位基、鈍化苯環(huán))第40頁(yè)第40頁(yè)一、兩個(gè)定位效應(yīng)所在位置

9、一致時(shí)，同時(shí)滿足兩個(gè)效應(yīng) 8.4.3 二取代苯定位效應(yīng) 位阻 第41頁(yè)第41頁(yè)二、不同類定位基時(shí)，由第一類定位基決定 三、相同類定位基，由排在前面定位基決定，如位置相距不大，則得到混合物。第42頁(yè)第42頁(yè)第43頁(yè)第43頁(yè)第44頁(yè)第44頁(yè)8.4.5 定位規(guī)律應(yīng)用有機(jī)合成目的普通是制備一個(gè)純凈化合物,如反應(yīng)生成幾種異構(gòu)體混合物,又不能有效分離,這個(gè)反應(yīng)就沒(méi)有制備價(jià)值. 取代基性質(zhì)鄰對(duì)位產(chǎn)物很少，容易用重結(jié)晶或用別辦法除去。第45頁(yè)第45頁(yè)假如苯環(huán)上有一個(gè)鄰對(duì)位定位基，普通生成鄰位和對(duì)位取代混合物，假如兩種異構(gòu)體容易分離，也能夠用于制備。對(duì)位異構(gòu)體分子間能夠形成氫鍵,沸點(diǎn)較高；鄰位異構(gòu)體分子內(nèi)能夠形

10、成氫鍵,氫鍵含有飽和性和方向性,分子內(nèi)形成氫鍵了,分子間就不能形成氫鍵,因此沸點(diǎn)較低；第46頁(yè)第46頁(yè)鄰硝基苯酚中氫鍵第47頁(yè)第47頁(yè) FC反應(yīng) 苯環(huán)上強(qiáng)鈍化基團(tuán)能制止FC反應(yīng)進(jìn)行，比如，硝基苯能夠用作FC反應(yīng)溶劑。第48頁(yè)第48頁(yè)在FC?；磻?yīng)中，酰氯與氯化鋁生成體積很大絡(luò)合物，攻打鄰位有阻礙，?；a(chǎn)物以對(duì)位為主。第49頁(yè)第49頁(yè)FC烴基化反應(yīng)往往生成不易分離混合物，制備意義不大。第50頁(yè)第50頁(yè)第51頁(yè)第51頁(yè)問(wèn)題8.7 如何從苯或取代苯合成下列化合物1234第52頁(yè)第52頁(yè)5678轉(zhuǎn)到8.7第53頁(yè)第53頁(yè)8.5 烷基苯反應(yīng)鹵化氧化還原催化加氫Birch(伯奇還原)第54頁(yè)第54頁(yè)8.5

11、.1 側(cè)鏈鹵化(自由基反應(yīng))第55頁(yè)第55頁(yè)側(cè)鏈鹵化機(jī)理:卞基自由基第56頁(yè)第56頁(yè)8.5.2 氧化第57頁(yè)第57頁(yè)順丁烯二酸酐(馬來(lái)酐)第58頁(yè)第58頁(yè)慣用氧化劑強(qiáng)弱: 溫和氧化劑： CrO3 + Ac2O 強(qiáng)氧化劑： K2Cr2O7H2SO4, KMnO4H2O, KMnO4H2SO4H2O 更強(qiáng)氧化劑： V2O5O2第59頁(yè)第59頁(yè)8.5.3 催化加氫苯催化加氫沒(méi)有中間產(chǎn)物,一次加3mol氫.第60頁(yè)第60頁(yè)8.5.3 伯奇還原反應(yīng) 1,4環(huán)己二烯 1 一取代苯還原時(shí)，能夠有兩種產(chǎn)物， A為供電子取代基時(shí)，主要得（1）。 A為吸電子取代基時(shí)，主要得（2）。 （1）（2）第61頁(yè)第61頁(yè)第

12、62頁(yè)第62頁(yè)2 不與苯環(huán)共軛雙鍵不能在該條件下發(fā)生還原，與苯環(huán)共軛C=C雙鍵能在該條件下發(fā)生還原。并且反應(yīng)首先在此處發(fā)生。第63頁(yè)第63頁(yè)氯甲基化反應(yīng)：苯環(huán)上特殊反應(yīng)：GettermanKoch反應(yīng)：到8.4第64頁(yè)第64頁(yè)8.7 多環(huán)芳烴8.7.1 多苯代脂烴二苯甲烷 三苯甲烷 1，2-二苯乙烷鏈烴分子中氫被兩個(gè)或多個(gè)苯基取代化合物稱為多苯代脂烴1 命名: 多苯代脂烴命名時(shí)，普通把苯基作為取代基第65頁(yè)第65頁(yè)2 制備: 可用傅 - 克烷基化反應(yīng)來(lái)制備，但是苯要大大過(guò)量。第66頁(yè)第66頁(yè)3 化學(xué)性質(zhì)第67頁(yè)第67頁(yè)第68頁(yè)第68頁(yè)第69頁(yè)第69頁(yè)幾種鹵代烴在SN1反應(yīng)中活性順序:第70頁(yè)第

13、70頁(yè)8.7.2 聯(lián)苯通過(guò)烏耳曼反應(yīng)制備聯(lián)苯:第71頁(yè)第71頁(yè)第72頁(yè)第72頁(yè)8.7.3 稠環(huán)芳烴(兩個(gè)苯環(huán)共有兩個(gè)碳原子) 萘第73頁(yè)第73頁(yè)第74頁(yè)第74頁(yè)萘反應(yīng):第75頁(yè)第75頁(yè)第76頁(yè)第76頁(yè)第77頁(yè)第77頁(yè)第78頁(yè)第78頁(yè)第79頁(yè)第79頁(yè)蒽：9，10位受兩個(gè)苯環(huán)活化，活性較高。第80頁(yè)第80頁(yè)菲：9，10位，活性較高。第81頁(yè)第81頁(yè)8.9 鹵代芳烴8.9.1 鹵代芳烴結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)二者偶極矩不同原因:碳原子雜環(huán)狀態(tài)不同,軌道S成份越多,吸電子能力越強(qiáng),苯為SP2雜化,縮小了碳與Cl差距;Cl原子P電子與苯環(huán)共軛,Cl上部分電荷分散到苯環(huán)中,也使偶極矩降低;第82頁(yè)第82頁(yè)8.9.2

14、 鹵代芳烴反應(yīng)鹵代芳烴中CX鍵含有部分雙鍵性質(zhì)，不易離解；芳基正子又不穩(wěn)定，SN1反應(yīng)不易進(jìn)行；親核試劑從后面攻打受到芳環(huán)阻礙，也不能起SN2反應(yīng)；卞基氯：SN1和SN2反應(yīng)都很容易進(jìn)行。第83頁(yè)第83頁(yè)這些都是芳環(huán)上親核取代反應(yīng)，其機(jī)理與飽和碳原子上親核取代反應(yīng)不同。但鹵代芳烴在比較猛烈條件下仍能起親核取代反應(yīng)：第84頁(yè)第84頁(yè)第85頁(yè)第85頁(yè)環(huán)狀共軛多烯；成環(huán)所有原子在同一個(gè)平面上；離域電子數(shù)目為:4m+2個(gè)（m0、1、2）；內(nèi)容：?jiǎn)苇h(huán)體系如要含有芳香性，必須具備下列三個(gè)條件：8.10 休克爾規(guī)則第86頁(yè)第86頁(yè)預(yù)習(xí)：第九章 核磁共振譜、紅外光譜和質(zhì)譜重點(diǎn)預(yù)習(xí)：核磁共振譜和紅外光譜第87頁(yè)第87頁(yè)三聚氰胺由于食品和飼料工業(yè)蛋白質(zhì)含量測(cè)試辦法缺點(diǎn)，三聚氰胺也常被不法商人用作食品添加劑，以提升食品檢測(cè)中蛋白質(zhì)含量指標(biāo)，因此三聚氰胺也被人稱為“蛋白精”。蛋白質(zhì)主要由氨基酸構(gòu)成，其含氮量普通不超出30%，而