芳烃 芳香性课件.ppt

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1、第五章芳烃芳香性概述A、组成：含C、H，高度不饱和性。B、结构：成环原子间的键长趋于平均化。C、化性：不易进行加成反应和氧化反应，易进行取代反应（芳香性）。D、分类：含苯环结构的芳烃和非苯芳烃（环型π电子离域体系由4n+2个π电子构成，即符合Hückel规则）。1、基本情况：芳烃是芳香族碳氢化合物的简称，亦称芳香烃。其显著特点是：2、分类a、单环芳烃b、多环芳烃c、稠环芳烃苯邻二甲苯1,2-二苯乙烷萘乙苯叔丁苯苯乙烯(E)-1,2-二苯乙烯1,3,5-三苯基苯蒽菲本章主要内容一、芳烃的构造异构和命名二、苯的结构三、芳烃的物

2、理性质四、单环芳烃的化学性质五、苯环上取代反应定位规则六、芳香族亲电取代反应中的动力学和热力学七、稠环芳烃八、芳香性九、富勒烯十、芳烃的工业来源十一、多官能团的命名学习要求1． 掌握芳香烃及其衍生物的命名。2． 理解苯环的结构特征，能用价键理论简明苯的结构。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。5． 熟悉萘的结构与性质，了解几种多环芳烃。6． 掌握Kűckel(休克尔)规则，会判断非苯芳烃。一、芳烃的构造异构和命名1、构造异构：通式：CnH2n-6分侧链异构和位置异构

3、两种情况：正丁苯侧链异构仲丁苯异丁苯叔丁苯位置异构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2、芳烃的命名A、单环芳烃常以苯环为母体，烷基作为取代基：1-甲基-2-乙基苯1,3-二甲苯(间二甲苯)1-乙基-4-丙基苯2-甲基-4-苯基戊烷B、多环芳烃或当侧链较复杂时，也可以把苯环作为取代基：2,3-二甲基-1-苯基-1-己烯1,4-二乙烯苯(对二乙烯苯）对苯二乙烯C、芳基的命名:芳烃去掉一个氢原子剩下部分为芳基苯基(Phenyl)(Ph）苯甲基(苄基)(Benzyl)(Bz)2-甲苯基邻

4、甲苯基3-甲苯基间甲苯基4-甲苯基对甲苯基二、苯的结构C6H6:正六边形、共平面键角120°键长0.140nm（C-C:0.154nm,C=C:0.134nm）氢化热低（208.5<3×119.3）苯具有特殊稳定性1、价键理论：2、分子轨道理论：3、共振论：三、芳烃物理性质芳烃一般为液体；密度小于1；有特殊气味、有毒；不溶于水，易溶于有机溶剂。在二取代苯之中，对位异构体对称性高、结晶能大，熔点高；因此可以利用结晶方法从邻间位异构体中分离对位异构体。生成热：烷基越多，其稳定性越大。四、单环芳烃的化学性质1、取代反应2、芳环上

5、亲电取代反应机理3、加成反应4、氧化反应5、聚合反应1、取代反应（1）卤化（2）硝化（3）磺化（3）Friedel-Crafts反应（4）氯甲基化（1）卤化反应a．催化剂：FeCl3、FeBr3、AlCl3等b．卤素活性：F>Cl>Br>Ic．芳烃活性：烷基苯>苯>卤代苯芳烃与卤素作用生成卤代芳烃d.烷基苯和卤代苯的卤代物主要为邻对位异构体邻氯甲苯和邻溴甲苯的空间效应（2）硝化反应芳烃与混酸作用，芳环上H原子被硝基取代生成硝基取代芳烃a.硝化剂：浓HNO3+浓H2SO4（简称混酸）b.活性：烷基苯>苯>硝基苯（3）磺化反应

6、芳烃与浓H2SO4作用，芳环上H原子被磺（酸）基-SO3H取代生成芳磺酸a.磺化剂：浓H2SO4或发烟H2SO4b.活性：烷基苯>苯>苯磺酸0℃43%53%4%100℃13%79%8%c、磺化反应是可逆反应（磺化和脱磺反应）(4)Friedel-Crafts(傅瑞德尔-克拉夫斯)反应在催化剂作用下，芳烃中芳环上氢原子被烷基或酰基取代的反应。b.常用烷基化剂：卤代烃、烯烃（醇）c.常用酰基化剂：酰卤、酸酐（酸）d.芳环上不能连有强吸电基(-NO2、-SO2R、-COR、-CN、)e.烷基化对吸电基更敏感a.常用催化剂：AlC

7、l3、FeCl3、ZnCl2、(HF、BF3、H2SO4)f.烷基化时易发生多烷基化、可逆、重排反应g.酰基化不可逆，产物单一歧化反应多烷基化(5)氯甲基化在无水ZnCl2存在下，芳烃与甲醛及HCl作用，芳环上氢原子被氯甲基（—CH2Cl）取代与烷基化反应相似，芳环上不能连有强吸电基。实际操作中可以用多聚或三聚甲醛代替甲醛—CH2Cl可以方便的转化为—CH3、—CH2OH、—CH2CN、—CH2COOH、—CH2N(CH3)260%-69%氯化苄2、芳环上亲电取代反应机理(1)硝化(2)卤化(3)磺化(4)烷基化和酰基化(

8、5)氯甲基化苯环亲电取代反应的一般模式+H+亲电试剂-络合物-络合物-络合物的表达方式共振式离域式π-络合物σ-络合物取代苯亲电取代反应及亲电试剂：象芳烃的卤化、硝化等，是由正离子或带部分正电荷的试剂的进攻引起的，这种试剂叫亲电试剂，由亲电试剂而引起的取代反应，称为亲电取代反应。HNO3+H2SO