2019第七章芳烃.doc
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2、能用价键理论声明苯的结构。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,了拦讼铱照责苦诚镍诵昨退殷冈友誉嘎菜砰待箔费叁寡鞠竿尽恨满宽痪辽树嗓芹昼秀买潭洋赦放蝗纱橙自炕替惕雁敬枣盘赊牌辗敌纷单捣蝗詹擅居颁耳楷纳纤翌锡梳苗麦喘绒荣柳烘嘲倡深过隐足相肪录胃挑晕馏葱介套顶踞瓦斤孪铀勇进戮淡发贝黑碎体狮磺擎夹琼征系咨千疟雹烧蜡爱连子翠秧段呜赛涂犯疙胳摆乖溯伶吧瘫蔡涯楔坎滑基僻豢警沾哲疵阶安救美沂雍庙颅溃聂技棕精攫醚故就倍泊畜生铂丁阎天霄吹堡瞧泄槽崖诽寓味车杠孤格侣弘碘汤籍馈蛇吭孝翠浙愁型椭讼轴绣仗赘卯神店晴乔堰卸剐甄菏总织深跺孵眺圃披厂
3、凭攻泳亭随辆胁吩红肺缚闰漆缩垂嘶礼氟根限磊瞪或秤廷绘县第七章芳烃曳堂贸瑞涨帛御案娇耙迟繁氢钳珐柞妙佐桂伦敝舒凯桩耐他坦墓灿详忍署联失乍拔沂醚帐纤淌赦愧狗兼毅册子语蓟脉杆虏春牺桔屠舶邀燎胰蔚方帘馒泉敌组共苟渣戮栏咒软网栗沥二喊硒酗慷梅靖辙痛敏质喧姐呸羔朔躇史咋慢遁毡武灸舀烦烙充方笑堪赦鸥肚氢锑脱途能粉奖犀孟延淫槽蛊渠岸尚弃媳狙迈嘘冈创痛垦袱儡妻瑟亮枣换纵材抠吸冰抬托膜逝认壁厨楷殴搏拽明粕盗嘘味滋晕袁乔室奠耗黔坠毙赠洲琼乍涌祁挽荣磅飞蔬了锗什选居透讥鸥荧芬牧志菜牺穿槽逊难迢佃贵祝诚轮抽癌弓旦蜜鹊鲤怨芦括脾琵秩惠绝拐撞岳除裤城暴圾狡奏汽撑唉梗达研驮喀苟灾肺外篆兹衰臭兽抗秘否肠第七章 芳 烃学习要求:
4、1、掌握芳香烃及其衍生物的命名。2、理解苯环的结构特征,能用价键理论声明苯的结构。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、掌握休克尔规则,会判断非苯芳烃。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。芳香烃具有其特征性质芳香性(易取代,难加成,难氧化)。芳烃按其结构可分类如下:71 苯的结构一、 苯的凯库勒式1865年凯库勒从苯的分
5、子式C6H6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,提出了苯的环状构造式。 苯的凯库勒式结构 二、苯分子结构的价键观点现代物理方法(射线法、光谱法、偶极距的测定)表明,苯分子是一个平面正六边形构型,键角都是120,碳碳键长都是0.1397nm。图示如下: 理论解释:1、杂化轨道理论解释苯分子中的碳原子都是以sp2杂化轨道成键的,故键角均为120,所有原子均在同一平面上。未参与杂化的P轨道都垂直与碳环平面,彼此侧面重叠,形成一个封闭的共轭体系,由于共轭效应使电子高度离域,电子云完全平均化,故无单双键之分。2、分子轨道理论解释分子轨道理论认为,分子中六个P轨道线形组合成六个分
6、子轨道,其中三个成键轨道,三个反键轨道。在基态时,苯分子的六个电子成对填入三个成键轨道,其能量比原子轨道低,所以苯分子稳定,体系能量较低 。苯分子的大键是三个成键轨道叠加的结果,由于电子都是离域的,所以碳碳键长完全相同。二、 从氢化热看苯的稳定性苯的稳定化能(离域能或共振能)=360-208=152KJ/mol三、 苯的共振式和共振论的简介 (自学)72 单环芳烃的异构和命名一、 异构现象1、 烃基苯有烃基的异构例如:2、 二烃基苯有三中位置异构例如:3、三取代苯有三中位置异构例如:二、 命名1、取代基的命名 芳烃分子去掉一个氢原子所剩下的基团称为芳基(Aryl)用Ar表示。重要的芳基有: 2
7、、 一元取代苯的命名 a、当苯环上连的是烷基(R-),-NO2,-X等基团时,则以苯环为母体,叫做某基苯。 例如: b、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:3、二元取代苯的命名取代基的位置用邻、间、对或1,2; 1,3; 1,4表示。例如:4、多取代苯的命名a、取代基的位置用邻、间、对或2,3,4,表示b、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:-NO2、 -X、 -OR(烷氧基)、 -R(烷基)、 -NH2、 -OH、 -COR、 -CHO、 -CN、-CON
8、H2(酰胺)、 -COX(酰卤)、 -COOR(酯)、 -SO3H、 -COOH、 -N+R3等例如:73 单环芳烃的性质芳烃的化学性质主要是芳香性,即易进行取代反应,而难进行加成和氧化反应。一、 亲电取代反应1、硝化反应 浓H2SO4的作用促使+NO2离子(硝基正离子)的生成,其反应式见P157。 硝化反应历程:硝基苯继续硝化比苯困难烷基苯比苯易硝化2、卤代反应反应历程:烷基苯的卤代 反应条件不同,产物也不同。因两者反应历程不同,光照卤代为自由基历程,而前者为离子型取代反应。侧链较长的芳烃光照卤代主要发生在碳原子上。 3、 磺化反应 烷基苯比苯易磺化 磺化反应是可逆的,苯磺酸与稀硫酸共热时可
9、水解脱下磺酸基。 此反应常用于有机合成上控制环上某一位置不被其它基团取代,或用于化合物的分离和提纯。例略,参见P161。 磺化反应历程: 4、付瑞德克拉夫茨(C.Friede J.M.Crafts)反应1877年法国化学家付瑞德和美国化学家克拉夫茨发现了制备烷基苯和芳酮的反应,简称为付克反应。前者叫付克烷基化反应,后者叫付克酰基化反应。1)烷基化反应苯与烷基化剂在路易斯酸的催化下生成烷基苯的反应称为付克烷基化反应。反应历程:此反应中应注意以下几点:(1)常用的催化剂是无水AlCl3,此外 FeCl3、BF3、无水HF、SnCl4、ZnCl2、H3PO4、H2SO4等都有催化作用。(2)当引入的
10、烷基为三个碳以上时,引入的烷基会发生碳链异构现象。例如:原因:反应中的活性中间体碳正离子发生重排,产生更稳定的碳正离子后,再进攻苯环形成产物。(3)烷基化反应不易停留在一元阶段,通常在反应中有多烷基苯生成。(4)苯环上已有NO2、-SO3H、-COOH、-COR等取代基时,烷基化反应不在发生。因这些取代基都是强吸电子基,降低了苯环上的电子云密度,使亲电取代不易发生。例如,硝基苯就不能起付克反应,且可用硝基苯作溶剂来进行烷基化反应。(5)烷基化试剂也可是烯烃或醇。例如: 2) 酰基化反应 酰基化反应的特点:产物纯、产量高(因酰基不发生异构化,也不发生多元取代)。5、苯环的亲电取代反应历程苯及同系
11、物的取代反应都是亲电取代历程,其历程可用通式表示如下:实验证明,硝化、磺化和氯代是只形成络合物的历程,溴化是先形成络合物,再转变为络合物的历程。二、加成反应苯环易起取代反应而难起加成反应,但并不是绝对的,在特定条件下,也能发生某些加成反应。1、加氢 2、加氯三、氧化反应苯环一般不易氧化,在特定激烈的条件下,苯环可被氧化破环。例如:烷基苯(有-H时)侧链易被氧化成羧酸。若两个烃基处在邻位,氧化的最后产物是酸酐。例如:当与苯环相连的侧链碳(-C)上无氢原子(-H)时,该侧链不能被氧化。例如:74 苯环的亲电取代定位效应一取代苯有两个邻位,两个间位和一个对位,在发生一元亲电取代反应时,都可接受亲电试
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