化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

1、化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)一、芳香烴的分類1. 單環(huán)芳烴三苯甲烷聯(lián)苯2. 多環(huán)芳烴 多苯代脂烴 聯(lián)苯 稠環(huán)芳烴萘蒽菲化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)二、苯的結(jié)構(gòu)1、苯的環(huán)狀結(jié)構(gòu)凱庫勒式分子式： C6H6 研究表明, 凱庫勒的結(jié)構(gòu)式基本上是正確的。但它不能解釋苯的全部性能.化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（3）按凱庫勒式，C=C(0.134 nm), C-C(0.154 nm)的鍵長(zhǎng)應(yīng)該不一樣。 但實(shí)驗(yàn)表明，苯分子的所有C-C鍵長(zhǎng)均相等?；瘜W(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)2、苯結(jié)構(gòu)的近代概念雜化軌道理論：碳sp2雜化，形成6個(gè)C-C s-鍵、6個(gè)C-H s-鍵。 6個(gè)p 軌道相互

2、交蓋，形成一個(gè)“環(huán)閉”大p 鍵。苯的結(jié)構(gòu)化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)芳香性的判斷休克爾（ Hckel）規(guī)則含有4n+2個(gè)電子的平面環(huán)狀化合物具有芳香性。因此，有機(jī)分子不一定要有苯環(huán)，只要滿足:整個(gè)分子共平面；具有環(huán)閉共軛體系；電子數(shù)符合Hckel規(guī)則（ 4n+2 ）。 就具有芳香性?；瘜W(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)三、 單環(huán)芳烴的同分異構(gòu)和命名1、一元取代物以苯為母體。把烷基當(dāng)作取代基甲苯乙苯異丙苯化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)2、二元取代物多取代苯須標(biāo)出取代基的位置。如取代基不同，可選一個(gè)基團(tuán)加苯環(huán)為母體。3-乙基甲苯 鄰二甲苯1, 2-二甲苯 間二甲苯1, 3-二甲苯 對(duì)二甲苯1, 4-二甲苯化

3、學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)3、三元取代物1,2,3-三甲苯 連三甲苯1,2,4-三甲苯 偏三甲苯1,3,5-三甲苯 均三甲苯化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)3-苯基丙烯側(cè)鏈較復(fù)雜時(shí)選側(cè)鏈為母體 ，苯作為取代基。苯乙烯化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)苯基：苯分子去掉一個(gè)氫原子得到的基團(tuán)。以ph表示。苯基 2-甲苯基鄰甲苯基2,3-二甲苯基苯甲基 芐基化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 苯的衍生物的命名：苯環(huán)上有多個(gè)不同官能團(tuán)取代基時(shí)，選處于優(yōu)先次序的官能團(tuán)為母體，其它官能團(tuán)作為取代基。官能團(tuán)優(yōu)先次序：化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)四、芳烴的物理性質(zhì) 無色有芳香氣味的液體（苯及其同系物

4、）。 不溶入水，易溶于有機(jī)溶劑。 密度。 有一定的毒性，燃燒帶黑煙。 液態(tài)芳烴是一種良好溶劑?；瘜W(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)五、芳烴的化學(xué)性質(zhì)1、親電取代反應(yīng)(1) 鹵代556045%50%5560化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)55602559%40%化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)鹵代反應(yīng)歷程：Br Br+FeBr3 Br+FeBr4-慢快FeBr4-化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)親電取代反應(yīng)歷程正碳離子中間體(絡(luò)合物)化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)苯三氯甲烷光照，光照歷程：Cl2 2 Clh ClCH3CH2+ HCl + ClCH2 Cl2CH2Cl化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)苯環(huán)上H的取代(離子型

5、):苯環(huán)側(cè)鏈上的H取代，自由基型取代反應(yīng):比較兩種反應(yīng)的條件化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(2) 硝化濃H2SO45060發(fā)煙濃H2SO4100反應(yīng)活性：甲苯苯硝基苯62%33%濃H2SO430化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)硝化反應(yīng)歷程：硝酰正離子慢快化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(3) 磺化可逆反應(yīng)濃H2SO47080200245發(fā)煙H2SO4化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)在較高溫度時(shí)，以對(duì)位為主室溫濃H2SO462%32%65化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 芳磺酸是強(qiáng)酸，酸性與硫酸相當(dāng)。 易溶于水和NaOH水溶液?；瘜W(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(4) Friedel-Crafts反應(yīng)（付克反應(yīng)） 在無

6、水AlCl3等催化劑的作用下，芳烴與鹵代烷或酰鹵等作用， 芳環(huán)上的氫原子被烷基或?；〈姆磻?yīng)。 常用的催化劑：無水AlCl3、FeCl3、ZnCl2、H2SO4等。 苯環(huán)上有強(qiáng)吸電子基團(tuán)時(shí)(硝基、羰基等)，不發(fā)生付-克反應(yīng)。 如：硝基苯不發(fā)生付-克反應(yīng)，可作付-克反應(yīng)的溶劑。化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 烷基化反應(yīng)： 苯環(huán)上的氫原子被烷基取代的反應(yīng)。 常用的烷基化劑：鹵代烷、烯烴和醇。3135%6569% 異構(gòu)化無水AlCl3化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)無水AlCl3無水AlCl3化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì) ?；磻?yīng)： 苯環(huán)上的氫原子被酰基取代的反應(yīng)。 常用的?；瘎乎｛u、酸酐等。無水

7、AlCl3無水AlCl3化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 烷基化反應(yīng)和?；磻?yīng)的異同點(diǎn)：相似之處：催化劑相同；反應(yīng)歷程相似，都為親電取代反應(yīng)。不同之處：a. 烷基化劑含三個(gè)或以上碳原子時(shí)，往往發(fā)生烷基異構(gòu)化。b. 烷基化反應(yīng)較難停留在一元取代階段，而是生成多元取代物。化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)無水AlCl3 當(dāng)芳環(huán)上取代基中的X或CO處于適當(dāng)?shù)奈恢脮r(shí)，均可發(fā)生分子內(nèi)反應(yīng)。如：化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)2、加成反應(yīng)Ni,1501Mpa六氯化苯 “666”50紫外光化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)3、氧化反應(yīng)（需有H）無H，不反應(yīng)?；瘜W(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)4、苯環(huán)親電取代反應(yīng)的定位規(guī)律(1) 取

8、代定位規(guī)律 甲苯、硝基苯的硝化：比苯容易比苯難化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 第一類定位基（鄰、對(duì)位定位基）：使苯環(huán)活化(鹵素例外)。 -NH2，-OH，-OCH3，-NHCOCH3，-OCOCH3，-R, -X 第二類定位基（間位定位基）：使苯環(huán)鈍化。-NO2，-CCl3，-CN，-SO3H，-CHO，-COCH3，-COOH，-COOCH3，-CONH2定位能力按次序遞減?；瘜W(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)電子效應(yīng)與定位規(guī)律1. 電子效應(yīng) 由于取代基的存在使苯環(huán)、雙鍵等上的電子云密度分布發(fā)生 改變，這種現(xiàn)象叫電子效應(yīng)。 電子效應(yīng)包括：誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)。誘導(dǎo)效應(yīng)：由于分子中原子或基團(tuán)的電負(fù)性不同，

9、整個(gè)分子中成鍵的電子云向一個(gè)方向發(fā)生偏移，使分子發(fā)生極化的效應(yīng)。誘導(dǎo)效應(yīng)是一種靜電作用，是一種永久性的效應(yīng)。ClCH2CH2CH2CH3+ + + +化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)共軛效應(yīng)：-超共軛效應(yīng)CH3CHCH2CH3CHCHCHCH2 化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(2) 取代定位規(guī)律的解釋 硝基（吸電子基）誘導(dǎo)效應(yīng)：吸電子共軛效應(yīng)：吸電子(-共軛)NO20.70.7050.790.72NOO+-化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 甲基（給電子基）誘導(dǎo)效應(yīng)：給電子共軛效應(yīng)：給電子(-超共軛)CH30.961.0170.9991.011CHHH-+化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 羥基（給電子基）誘導(dǎo)

10、效應(yīng)：吸電子共軛效應(yīng)：給電子(p-共軛)共軛效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng) 鹵素（吸電子基）誘導(dǎo)效應(yīng)：吸電子共軛效應(yīng)：給電子(p-共軛)誘導(dǎo)效應(yīng)共軛效應(yīng)+-XOH-+化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)CH3CH3NO2SO3H定位規(guī)律的應(yīng)用(1)預(yù)測(cè)反應(yīng)的主要產(chǎn)物A.不同類定位基：以鄰、對(duì)位基為主。B.同類定位基：以強(qiáng)的為主?；瘜W(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)CH3NO2OHNO2化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(2)選擇合適的合成路線 甲苯制備間硝基苯甲酸：氧化硝化化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 甲苯制備鄰氯甲苯：58%42%25高溫磺化以對(duì)位為主。150100化學(xué)芳香烴

11、的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 由苯合成間硝基對(duì)羥基苯磺酸：2040120Fe粉100化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)六、稠環(huán)芳烴萘蒽菲化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)萘（C10H8）電子云密度分布不完全平均化，碳上電子云密度大于碳?；瘜W(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)大鍵共軛能：萘2苯說明萘的芳香性不如苯，比苯易發(fā)生取代、氧化、加成反應(yīng)?；瘜W(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)物理性質(zhì)： 萘為無色發(fā)光片狀晶體，熔點(diǎn)：80.6，沸點(diǎn)：218。 有特殊氣味，揮發(fā)性極強(qiáng)，易升華。 不溶于水，溶于有機(jī)溶劑。 重要的化工原料，廣泛用于染料工業(yè)和高分子工業(yè)。化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)：1.取代反應(yīng)（ 位電子云密度大， 主要位取代）鹵代-氯萘硝化3060-硝基萘化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)磺化96%85%80180165-萘磺酸化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)4-硝基-1-甲基萘硝化同環(huán)取代8-硝基-2-萘磺酸硝化異環(huán)取代化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)2. 加氫（萘比苯容易）1,2,3,4-四氫化萘十氫化萘Na+異丙醇H2+NiH2+Ni化學(xué)芳香烴的分類、結(jié)