有机化学第七章芳香烃ppt课件.ppt

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1、第七章芳香烃8/27/20211教学要求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。5、熟悉萘的结构与性质。8/27/20212§7-1芳烃的分类、同分异构及命名芳烃，也叫芳香烃，一般是指分子中含苯环结构的碳氢化合物。芳香二字的来由最初是指从天然树脂（香精油）中提取而得、具有芳香气的物质。现代芳烃的概念是指具有芳香性的一类环状化合物，它们不一定具有香味，也不一定含有苯环结构。8/27/20213芳香烃具有其特征性质——芳香性（易取代

2、，难加成，难氧化）。1、芳烃的分类芳烃按其结构可分类如下：苯的分子式为：C6H6，其C/H为1∶1，类似于乙炔。可见它具有高度的不饱和性，因而，应发生下面的反应：芳香烃比较容易进行取代，而不容易进行加成和氧化的化学特性，称为芳香性。8/27/202148/27/202152、苯的同分异构及命名苯为最简单的芳烃，苯的同系物可以看作苯环上的H原子被其它烃基所取代的产物。苯的同系物的通式：CnH2n-6，n≥6。根据苯环上取代基的多少，可以分为一烃基苯、二烃基苯、三烃基苯等。A、一元取代苯一元取代苯只有一种结构，无异构体。命名时当苯环上连的是烷基（R-），-NO2

3、，-X等基团时，则以苯环为母体，把烃基等作为取代基，称为“某烃基苯”。例如8/27/20216甲(基)苯乙(基)苯乙烯苯(苯乙烯)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。例如：8/27/20217如果苯环上的烃基很复杂或有不饱和键时，可以把烃基作为母体，苯环作为取代基。2,3-二甲基-1-苯基-1-己烯8/27/20218B、二元取代苯：有三种异构体邻二甲苯1,2-二甲苯o-甲苯间二甲苯1,3-二甲苯m-甲苯对二甲苯1,4-二甲苯p-甲苯C、三元取代苯：有三种异构体用连、偏、均表示连三甲

4、苯1,2,3-三甲苯偏三甲苯1,2,4-三甲苯均三甲苯1,3,5-三甲苯8/27/20219D、多取代苯的命名1）取代基的位置用邻、间、对或2，3，4,……表示2）母体选择原则（按以下排列次序，排在后面的为母体，排在前面的作为取代基。）选择母体的顺序如下：8/27/202110-NO2、-X、-OR（烷氧基）、-R、-NH2、-OH、-COR、-CHO、-CN、-CONH2（酰胺）、-COX（酰卤）、-COOR（酯）、-SO3H、-COOH、-N+R3等8/27/202111注意:A、α-碳原子：侧链上直接与苯环相连的碳原子叫做α-碳原子。B、芳基：芳烃分子

5、去掉一个H原子所剩下的原子团Aryl-，用Ar表示。C、甲基苯：甲苯分子中去掉一个H原子后的基团CH3C6H4-，用Tolyl-。D、苄基：甲苯分子的甲基去掉一个H原子后的基团C6H5CH2-，用Benzyl-。8/27/202112§7-2苯的结构、苯的凯库勒式（kekule）苯的C：H=1：1，与乙炔相似。但苯不具有炔烃的性质。如苯不易被氧化、加成，但易发生取代反应，且保持碳环的结构不变。因此，苯应具有特殊的结构。8/27/202113在1865年，德国化学家凯库勒提出了苯的环状学说，其主要依据如下：（1）苯的一元取代物只有一种，说明苯环中6个H原子等同

6、。（2）碳原子为四价、H原子为一价。在1865年凯库勒提出用一个对称的六员环、双键单键交替排列的结构式来表示苯的结构。苯的凯库勒式结构8/27/202114苯的凯库勒结构式，是凯库勒对有机化学结构理论的贡献，但该结构仍存在以下3点不足：（1）凯库勒结构式中有3个双键，为什么苯不起类似于烯烃的加成反应？（2）按照凯库勒结构式，苯的邻二取代物应有两种异构体，但实际上只有一种异构体。（3）苯环有单、双键，苯环不是正六边形。8/27/202115在一般情况下，碳碳双键为0.134nm，碳碳单键为0.154nm。即单键、双键的键长不相等。但根据现代物理方法测定结果表明

7、：A、所有碳碳键的键长均为0.139nm，即平均化。B、碳碳键的键角为120°，即SP2杂化。C、所有C、H原子位于同一平面。8/27/202116上述特征是共轭体系的特征。所以，凯库勒结构式并未真正反映出苯的真实结构，它存在缺陷。随着有机化学理论和技术的发展，对苯的结构提出了许多新的观点，如共振结构式、分子轨道理论、杂化理论等。下面介绍杂化理论对苯结构的解释。二、杂化理论的解释8/27/202117按照杂化理论，苯环上的碳原子为SP2杂化，3个SP2杂化轨道中，2个SP2杂化轨道用于C-Cσ键的形成，1个SP2杂化轨道形成C-Hσ键。在苯环中共有12个σ键

8、。因此。苯环上6个H、6个C原子处于同一平面。8/2