有机化学 第六章 芳烃.ppt.Convertor.doc

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1、第六章芳烃芳烃是芳香族碳氢化合物的简称。一般情况下，把苯及其衍生物称为芳香族化合物。其中分子中只含一个苯环的芳烃叫做单环芳烃。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。芳香烃具有其特征性质——芳香性（易取代，难加成，难氧化）。第一节　单环芳烃的结构、异构和命名一、单环芳烃的结构苯是单环芳烃中最简单最重要的化合物，也是所有芳香族化合物的母体。1.凯库勒构造式根据元素分析得知苯的分子式为C6H6。仅从

2、苯的分子式判断，苯应具有很高的不饱和度，显示不饱和烃的典型反应—加成、氧化、聚合，然而苯却是一个十分稳定的化合物。通常情况下，苯很难发生加成反应，也难被氧化，在一定条件下，能发生取代反应，称为“芳香性”。1865年凯库勒从苯的分子式出发，根据苯的一元取代物只有一种，说明六个氢原子是等同的事实，提出了苯的环状结构。这个式子虽然可以说明苯分子的组成以及原子间连接的次序，但这个式子仍存在着缺点，它不能说明苯既然含有三个双键，为什么苯不起类似烯烃的加成反应？环己烯的氢化热为119.6kJ/mol,如果苯的构造式用凯库勒式

3、表示的话，苯的氢化热为环己烯氢化热的三倍。119.6×3=358.8KJ/mol。实际上苯的氢化热是208.4KJ/mol,比预计的数值低150.4KJ/mol。2.闭合共轭体系根据现代物理方法（如X射线法，光谱法等）证明了苯分子是一个平面正六边形构型，键角都是120℃,碳碳键的键长都是0.1397nm。按照轨道杂化理论，苯分子中六个碳原子都以sp2杂化轨道互相沿对称轴的方向重叠形成六个C-Cσ键，组成一个正六边形。每个碳原子各以一个sp2杂化轨道分别与氢原子1s轨道沿对称轴方向重叠形成六个C-Hσ键。由于是sp

4、2杂化，所以键角都是120℃,所有碳原子和氢原子都在同一平面上。每个碳原子还有一个垂直于σ键平面的p轨道，每个p轨道上有一个p电子，六个p轨道组成了大π键。图6-1苯分子的结构苯的构造式的表示方法目前一般仍采用凯库勒式，但在使用时不能把它误作为单双键之分。也有用一个带有圆圈的正六角形来表示苯环，在六角形的每个角上都表示每个碳连有一个氢原子，直线表示σ键，圆圈表示大π键。二、单环芳烃的构造异构当侧链含有两个或两个以上碳原子时，则出现同分异构现象。1.苯环上侧链结构不同产生的同分异构（1）取代基不同（2）侧链的构造不

5、同2.侧链在环上的相对位置不同产生的同分异构三、单环芳烃的命名方法简单的一元烷基取代苯是以苯作为母体，烷基作为取代基来命名。二元相同烷基取代苯命名时是以邻、间、对作为字头来表明两个取代基的相对位次，或者用邻、间、对的第一个字母o－、m－、p－来表示，还可用阿拉伯数字表明取代基的位次。二元不同烷基取代苯的命名是以苯作为母体，选择在次序规则中原子或基团的优先顺序排列时，编号较小的烷基所在碳原子位号为1号。然后按“最低系列”原则编号，并按“较优基团后列出”来命名。对于三元相同烷基取代苯，则还可用连、偏、均字头来表示。对

6、于构造复杂的烷基苯，或苯环上连有不饱和烃基时，则可把侧链作母体，将苯环当作取代基来命名。芳基的命名：芳烃分子去掉一个氢原子后，剩下的基团称为芳基，可用Ar－表示。苯分子去掉一个氢原子后剩下的基团－C6H5叫做苯基，也可以用－Ph表示。甲苯分子中芳环去掉一个氢原子后得到的基团称甲苯基CH3C6H4－，甲苯的甲基上去掉一个氢原子后所得的基团C6H5CH2－称为苯甲基，又称苄基。四、芳烃衍生物的命名1.苯环上连有作取代基的基团当取代基为硝基（—NO2）、卤素（—X）及结构简单的烷基等时，一般以芳烃为母体，上述基团为取代

7、基，叫做“某基芳烃”。2.苯环上连有可作母体的基团当取代基为氨基（—NH2）、羟基（—OH）、醛基（—CHO）、羧基（—COOH）、磺酸基（—SO3H)等时，则把它们各看成一类化合物，分别叫做苯胺、苯酚、苯甲醛、苯甲酸、苯磺酸等。3.苯环上连有多个官能团当苯环上有多种取代基时，首先要选好母体。选择母体要依照取代基团的优先次序，常见取代基的优先次序见教材。第二节　单环芳烃的性质一、单环芳烃的物理性质1.物态苯及其同系物多数是无色液体，蒸气有毒，其中苯的毒性较大，使用时应注意。2.沸点苯及其同系物的沸点随相对分子质量

8、的增加而升高。3.熔点熔点与相对分子质量和分子形状有关。分子对成性高，熔点也高。苯的熔点就大大高于甲苯。对于二取代苯，对位异构体的对称性较高，其熔点也比其它两个异构体高。一般来说，熔点越高，异构体的溶解度也就越小，易结晶，利用这一性质，通过重结晶可以从二甲苯的邻、间、对位三种异构体中分离出对位异构体。4.相对密度相对密度小于1，一般在0.86-0.9之间。5.溶解性不溶于