有机化学【芳香烃】课件.ppt

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1、第六章芳香烃(aromatichydrocarbon)对芳香化合物的认识第一阶段：从植物胶中取得的具有芳香气味的物质称为芳香化合物。第二阶段：将苯和含有苯环的化合物称为芳香化合物。第三阶段：将具有芳香特性的化合物称为芳香化合物。虽具有高度不饱和性，但却是比较稳定的，较易进行取代反应，不易进行加成反应和氧化反应，这种特性一般作为芳香性(aromaticity)的标志。符合休克尔(Hückel)规则。芳香烃按其结构可分为三类：(1)单环芳烃；(2)多环芳烃；(3)非苯芳烃芳香烃的化学行为特点：结构特

2、点：第一节单环芳烃1865年，凯库勒（Kekule）提出了苯的环状对称结构式:一、苯的结构价键式分子轨道离域式苯具有特殊的稳定性----从氢化热数据看苯的内能环己烯环己二烯环己三烯苯氢化热（kJ/mol）119.5231.8119.53=358.5208.5(测定)(测定)(根据假设计算)(测定)每个C=C的平均氢化热（kJ/mol）119.5115.9119.569.5苯比环己三烯的能量低358.5-208.5=150kJ/mol（苯的离域能）近代物理方法证明，苯分子的六个碳原子和六个氢原子

3、都在同一平面上，其中六个碳原子构成平面正六边形，碳碳键键长均为0.139nm，比碳碳单键0.154nm短，比碳碳双键0.133nm长，各键角都是120°。1．价键理论苯分子的轨道结构闭合、离域大键2．分子轨道理论共振理论（鲍林，1931-1933年）1.共振论的基本思想：用若干个经典结构式的共振来表达共轭分子的结构。问题:凯库勒结构式能否表示苯分子的真实结构?苯分子共振式双箭头12苯分子共振式1、2在苯分子的真实结构中是否存在?问题:分子结构式共振式甲烷（非共轭分子）H-C-HHH有，目前写不

4、出来。CH2=CH-CH=CH2CH2-CH=CH-CH2CH2-CH=CH-CH2CH2-CH-CH=CH2CH2-CH-CH=CH2CH2=CH-CH-CH2CH2=CH-CH-CH2++++++例：无（共轭分子）1,3-丁二烯真实分子是所有的共振结构(极限结构)杂化产生的，称为共振结构(极限结构)的共振杂化体1,3-丁二烯（1）共振杂化体比它的任何一个共振式都要稳定（2）共价键数目越多的共振式越稳定（3）共振式中的电荷越分散就越稳定（4）越稳定的共振式对共振杂化体的贡献越大（5

5、）相对稳定的共振式的数目越多，共振杂化体越稳定（6）共振式越接近等价，共振杂化体越稳定2.共振论的要点：试分析1,3-丁二烯共振式的稳定性及对共振杂化体的贡献大小7123456最稳定性:1稳定性次序:1>4、5、6、7>2、3（贡献大小次序）（异号电荷靠近稳定；同号电荷隔远稳定）苯的共振式：问题:能否写出苯分子的其它共振结构式?如：-+相邻原子成键比不相邻原子成键要稳定烯丙基型碳正离子的共振式：问题:试用上述共振式解释1,3-戊二烯的1,2-与1,4-加成。H+CHCHCHCH2==CH3CHC

6、HCHCH3+=CH3碳酸根离子的共振式：三个共振式完全相同，所以共振形成的杂化体特别稳定苯甲基自由基的共振式：问题:甲基自由基与苯甲基自由基何者更稳定?羧酸与羧酸根离子的共振式：分子轨道理论和共振论对苯芳香特性的解释分子轨道理论认为：苯的芳香性是由于苯分子中存在一个闭合的共轭体系（大键）引起的共振论认为：苯的芳香性是由于两个等同的极限结构的共振引起的二、单环芳烃的构造异构和命名1．构造异构例：2．命名单环芳烃的命名是以苯环为母体，烷基作为取代基，称为某烷基苯(“基”字常省略)。例如：甲苯乙苯

7、丙苯异丁苯当苯环上连有两个取代基时，可用阿拉伯数字标明其相对位次，也常用邻、间、对或o－(ortho)、m－(meta)、p－(para)等字头表示。例如：邻二甲苯间二甲苯对二甲苯1,2-二甲苯1,3-二甲苯1,4-二甲苯benzenemethylbenzeneethylbenzeneo-dimethylbenzene英文命名:toluenem-dimethylbenzenep-dimethylbenzene对乙(基)甲苯间叔丁基甲苯当苯环上连有三个或多个取代基时，取代基的相对位置常用阿位伯数字

8、表示，通常将最简单的取代基标为1位，然后将其它取代基的位次按尽可能小的方向循环编号；如果三个取代基相同，也可用连、偏、均表示。例如：1,2,3-三甲苯1,2,4-三甲苯1,3,5-三甲苯连三甲苯偏三甲苯均三甲苯1-甲基-2-乙基-3-叔丁基苯若苯环上所连接的烃基较长、较复杂，或烃链上有多个苯环，或是不饱和烃基，命名时，通常以烃链为母体，苯环作为取代基(也有例外情况)。例如：2-甲基-3-苯基戊烷苯乙烯芳烃分子从芳环上去掉一个氢原子后所剩下的基团，称为芳基，一价的芳基常用Ar(Aryl的缩写)表示