chapter05芳烃芳香性

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1、第五章芳烃芳香性学习要求：1．掌握芳香烃及其衍生物的命名。2．理解苯环的结构特征，能用价键理论阐明苯的结构。3．掌握苯及其同系物的化学性质。4．熟悉苯环上亲电取代反应历程，能熟练应用取代基定位规律。【本章重点和难点】1.亲电取代反应的反应历程、定位规律及其理论解释。2.芳香性、Huckel规则、非苯芳烃及芳香性的判断。5.1芳香烃的分类和命名5.1.1单环芳烃一取代苯1)苯为母体2)苯为取代基主官能团的优先次序：序号官能团词尾名称词头名称1－COOH酸（羧酸）羧基2－SO3H磺酸磺基3－COO－R酯烷氧羰基(酰氧基)4－COC

2、l酰氯氯甲酰5－CONH－酰胺酰胺基6－CN腈腈基7－CHO醛氧代(oxo)8－CO－酮氧代(oxo)9－OH醇羟基10－OH酚羟基11－SH硫醇巯基(氢硫基)12－NH2胺氨基13－C三C－炔炔基14>C=C<烯烯基15－OR*醚烷氧基16－X*氯、溴等17－NO2*硝基多官能团化合物的命名一元取代苯命名的一般规则：a.当苯环上连的是烷基（R-），-NO2，-X等基团时，则以苯环为母体，叫做某基苯。b.当苯环上连有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO，-CH=CH2或R较复杂时，则把苯环作为取代基。1)两基团相

3、同有三种异构体：邻(o)、间(m)、对(p)2)两基团不同主官能团与苯环一起作母体，另一个作取代基。间氯苯酚对甲苯磺酸邻氨基苯甲醛二取代苯的命名：例如：不叫做3-甲基乙苯，也不叫1-甲基-3-乙基苯，这也是一种习惯命名，不属于IUPAC规则。*芳香化合物命名中保留的母体及其名称：甲苯Toluene3-乙基甲苯（3-ethyltoluene）2-氨基-5-羟基苯甲醛3-硝基-2-氯苯磺酸③写名称,次序规则小的基团优先。1)三基团相同1,2,3-(连)1,2,4-(偏)1,3,5-(均)2)三基团不同①先定主管能团并编号为1；②取

4、代基位号尽可能小；三取代苯的命名：5.1.2多环芳烃1）多苯代脂肪烃三苯甲烷1,2-二苯乙烯2）联苯3）稠环芳烃萘蒽菲位：1,4,5,8位：2,3,6,7位：9,103-氨基-5-溴苯酚命名练习：3-苯氧基苯甲醛间苯氧基苯甲醛3-Phenoxy-benzaldehyde5.2苯的结构苯的分子式为：C6H6，其C/H与乙炔类似，为1∶1，可见它具有高度的不饱和性，因而，应发生下面的反应：这就是说，要破坏苯的碳架体系是比较困难的。然而，苯的氢原子却容易被取代，如：不反应不反应与脂肪烃和脂环烃相比，芳香烃这种比较容易进行取代，

5、而不容易进行加成和氧化的化学特性，称为芳香性。那么，苯为什么具有芳香性呢？应该和结构有关系？那么其结构是怎么样的？实验事实：a.苯加氢可以生成环己烷；b.苯的一元取代产物只有一种。（意味着环上六个碳原子和六个氢原子是等同的。）凯库勒(kekule)结构式（1865）：由此而引出的问题：凯库勒苯结构可以解释苯只存在一种一元取代产物的实验结果，但对苯的邻位二元取代物的实际结果还未能给予合理说明：按经典的价键理论观点看以下二取代产物，应该是两个不同的分子，但实际上这种二取代反应的产物只有一个。并且凯库勒式中碳碳单键和碳碳双键的键长是

6、不相等的。凯库勒后来又假定，苯分子的双键是不固定的，而是在不停地迅速来回移动着的，两种结构迅速互变不能分离。平面分子正六边形碳碳键长均等：0.140nm；键角120o现代物理手段测出的结果：5.2.1价键理论的处理结果：Csp2,C-C键和C-H键;p轨道,键；电子云分布在平面上下；闭环共轭体系；能量降低稳定、键长平均化。共轭效应的结果：比正常C—C单键(0.154nm)短，比正常C=C双键(0.134nm)长，但也不是单键和双键的平均值0.144nm)。体系能量降低，其氢化热(208.5kj·mol-1)比环己烯氢化

7、热的三倍低得多(3×119.3－208.5=149.4kj·mol-1)，这149.4kj·mol-1即为苯的共轭能。5.2.2分子轨道理论分子轨道理论认为：苯分子在形成σ键后，每个碳原子都还有一个未参加杂化的p轨道，它们可经线形组合成六个分子轨道，即π1、π2、π3、π4、π5、π6。它们除都有一个共同的界面——碳原子所在的平面外，π1没有节面，能量最低；π2、π3各有一个节面，它们是简并的，能量相等，但能量比π1高。π1、π2、π3都是成键轨道。其余的都是反键轨道。213三个成键轨道叠加;电子云均匀分布。碳碳键长均

8、等。稳定。苯的离域能=2(+2)+4(+)-(6+6)=225.2.3共振论对苯结构的表示注：苯环上由p轨道电子组成大π键环电流的概念在介绍苯环上的磁各向异性效应时还将提到。芳香性：芳香族化合物稳定，不易被氧化，不易进行加成反应，易发生取代反应，这是