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第七章 芳烃. 芳烃: 具有芳香性的碳氢化合物。 芳香性: 1)具有稳定的环系;2)易于亲电取代,难于亲电取代,即有 “ 饱和 ” 性。 通常所说的芳烃是指苯系芳烃。. 分类. 第一节 苯的结构. 一、苯的 Kekule 式 1825年, Faraday 从照明气中分离得到 1865年, Kekule 提出了苯的环状构造式. 苯 Kekul é 式的正确性. 合成. Kekul é 式中有单双键之分,但事实上键长一样 苯并不象烯烃那样发生氧化、亲电加成反应;苯易于发生亲电取代反应 邻二取代苯只有一种.
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第七章 芳烃 芳烃:具有芳香性的碳氢化合物。 芳香性:1)具有稳定的环系;2)易于亲电取代,难于亲电取代,即有“饱和”性。 通常所说的芳烃是指苯系芳烃。
第一节 苯的结构 一、苯的Kekule式 1825年,Faraday从照明气中分离得到 1865年,Kekule提出了苯的环状构造式
Kekulé式中有单双键之分,但事实上键长一样 • 苯并不象烯烃那样发生氧化、亲电加成反应;苯易于发生亲电取代反应 • 邻二取代苯只有一种
二、苯分子结构的价键解释 苯的平面正六边形构型 C:SP2杂化 苯分子中的键:C-H,C-C
三、 苯的分子轨道模型 原子轨道线性组合
苯的分子轨道 节点 Y1
Y3 Y2
Y5 Y4
共振能 Energy
苯分子结构特点 平面正六边形构型 高度对称、高度离域键 环骨架很稳定
四、苯分子结构的共振论解释 分子的真实状况不能用单个Lewis 式来代表,而是多个Lew结构杂化体贡献的混合。 • The real molecule is a hybrid of the contributing is (line-bond) structures. 杂化
1,3-丁二烯的共振式 (1)、(2)、(3)贡献大,(4)、(5)贡献小。Why?
苯的共振式 (1)、(2)的贡献 大, (3)、(4)、(5)贡献小。Why?
第二节 芳烃的异构现象和命名 当化合物分子中含有2个以上官能团和取代基时,按下列顺序确定主官能团。 -NO2、-X、-OR、-R、-NH2、 -OH、-COR、-CHO、-CN、-CONH2、 -COX、-COOR、-SOH、-COOH、-NR3+
一、一取代苯的命名苯环为取代基的情况 -R之后基团与苯环相连时; 带较长烷基或取代基复杂时; 分子中有多个苯环,以任何一个苯环为母体命名都有困难时。
二、二取代苯的命名 2个取代基相同:1,2-、邻、o-;1,3-、间、m-;1,4-、对、p.
三、芳基 芳烃分子中去掉氢原子所剩下的部分,用Ar表示。
第三节 单环芳烃的化学性质 一、亲电取代反应
芳环亲电取代反应一般历程 加成-消除机理 σ-络合物 芳正离子 芳正离子生成的 一步是决定反应 速率的一步
硝化反应历程 SP3
NO2+是有效的亲电试剂,硫酸在反应中不是脱水剂。NO2+是有效的亲电试剂,硫酸在反应中不是脱水剂。
2. 卤代反应 催化剂:Fe粉或FeX3
卤代反应历程(以溴代为例) 溴分子在FeBr3的作用下发生极化 生成芳正离子 脱去质子
特点:1)可逆反应;2)磺 酸基可被硝基、卤素取代应用:如制备纯邻氯甲苯
4. Friedel-Crafts反应 A)烷基化 催化剂 Lewis酸: FeCl3、SnCl4、 ZnCl2 、 HF、H2SO4 H3PO4、BF3
烷基化的特点: 1)可逆 2) 歧化 3) 重排 4) 速度控制和平衡控制
1). 可逆:芳烃可以在催化条件下烷基化成为烷基苯,烷基苯也可在同一催化剂存在下脱烷基成为芳烃。 2). 歧化:多烷基化
注意:当苯环上有强的吸电子基(如硝基)时,不发生Friedel-Crafts反应。注意:当苯环上有强的吸电子基(如硝基)时,不发生Friedel-Crafts反应。
三、侧链上的反应 1、氧化 苯环很稳定只有在剧烈的条件下才会发生氧化破环。 含-H的侧链容易氧化成羧基 (-COOH)。
注意:芳烃与卤素的反应随反应条件的不同,反应类型不同,产物也不一样。注意:芳烃与卤素的反应随反应条件的不同,反应类型不同,产物也不一样。 2. -H卤代