苯及其同系物課件

芳香烴，一般是指分子中含苯環(huán)結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔锓枷銦N，一般是指分子中含苯環(huán)結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔?苯分子結(jié)構(gòu)的價鍵觀點(diǎn)苯分子是一個平面正六邊形構(gòu)型，鍵角都是120°，碳碳鍵長都是0.1398nm苯分子結(jié)構(gòu)的價鍵觀點(diǎn)苯分子是一個平面正六邊形構(gòu)型，鍵角都是12異構(gòu)現(xiàn)象烴基苯有烴基的異構(gòu)二烴基苯有三中位置異構(gòu)異構(gòu)現(xiàn)象烴基苯有烴基的異構(gòu)二烴基苯有三中位置異構(gòu)3三取代苯有三中位置異構(gòu)命名

基的概念芳烴分子去掉一個氫原子所剩下的基團(tuán)稱為芳基（Aryl）用Ar表示三取代苯有三中位置異構(gòu)命名 基的概念芳烴分子去掉一個氫原4一元取代苯的命名當(dāng)苯環(huán)上連的是烷基（R-），-NO2，-X等基團(tuán)時，則以苯環(huán)為母體，叫做某基苯。當(dāng)苯環(huán)上連有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO，-CH=CH2或R較復(fù)雜時，則把苯環(huán)作為取代基一元取代苯的命名當(dāng)苯環(huán)上連的是烷基（R-），-NO2，-X等5二元取代苯的命名取代基的位置用鄰、間、對或1，2；

1，；

1，4表示二元取代苯的命名取代基的位置用鄰、間、對或1，2；

1，；

6苯及其同系物課件7多取代苯的命名

取代基的位置用鄰、間、對或2，3，4,……表示母體選擇原則（按以下排列次序，排在后面的為母體，排在前面的作為取代基。）選擇母體的順序如下：-NO2、

-X、

-OR（烷氧基）、

-R（烷基）、

-NH2、

-OH、

-COR、

-CHO、

-CN、-CONH2（酰胺）、

-COX（酰鹵）、

-COOR（酯）、

-SO3H、

-COOH、

-N+R3等例如：多取代苯的命名

取代基的位置用鄰、間、對或2，3，4,……表8苯及其同系物課件9單環(huán)芳烴的性質(zhì)親電取代反應(yīng)硝基苯繼續(xù)硝化比苯困難單環(huán)芳烴的性質(zhì)親電取代反應(yīng)硝基苯繼續(xù)硝化比苯困難10烷基苯比苯易硝化鹵代反應(yīng)烷基苯比苯易硝化鹵代反應(yīng)11反應(yīng)歷程：反應(yīng)歷程：12烷基苯的鹵代側(cè)鏈較長的芳烴光照鹵代主要發(fā)生在α碳原子上。烷基苯的鹵代側(cè)鏈較長的芳烴光照鹵代主要發(fā)生在α碳13付瑞德—克拉夫茨（C.Friede

—J.M.Crafts）反應(yīng)付瑞德—克拉夫茨（C.Friede

—J.M.Crafts）14烷基化反應(yīng)苯與烷基化劑在路易斯酸的催化下生成烷基苯的反應(yīng)稱為付—克烷基化反應(yīng)反應(yīng)歷程烷基化反應(yīng)反應(yīng)歷程15此反應(yīng)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1°常用的催化劑是無水AlCl3，此外

FeCl3、BF3、無水HF、SnCl4、ZnCl2、H3PO4、H2SO4等都有催化作用。2°當(dāng)引入的烷基為三個碳以上時，引入的烷基會發(fā)生碳鏈異構(gòu)現(xiàn)象。苯環(huán)上已有–NO2、-SO3H、-COOH、-COR等取代基時，烷基化反應(yīng)不在發(fā)生。因這些取代基都是強(qiáng)吸電子基，降低了苯環(huán)上的電子云密度，使親電取代不易發(fā)生。例如，硝基苯就不能起付—克反應(yīng)，且可用硝基苯作溶劑來進(jìn)行烷基化反應(yīng)。此反應(yīng)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：苯環(huán)上已有–NO2、-SO3H、-C16烷基化試劑也可是烯烴或醇烷基化試劑也可是烯烴或醇17

?；磻?yīng)

酰基化反應(yīng)18氧化反應(yīng)苯環(huán)一般不易氧化，在特定激烈的條件下，苯環(huán)可被氧化破環(huán)氧化反應(yīng)苯環(huán)一般不易氧化，在特定激烈的條件下，苯環(huán)可被氧化破19烷基苯（有α-H時）側(cè)鏈易被氧化成羧酸若兩個烴基處在鄰位，氧化的最后產(chǎn)物是酸酐烷基苯（有α-H時）側(cè)鏈易被氧化成羧酸若兩個烴基處在鄰位，氧20當(dāng)與苯環(huán)相連的側(cè)鏈碳（α-C）上無氫原子（α-H）時，該側(cè)鏈不能被氧化。苯環(huán)的親電取代定位效應(yīng)當(dāng)與苯環(huán)相連的側(cè)鏈碳（α-C）上無氫原子（α-H）時，該側(cè)鏈21三類定位基鄰、對位定位基使新引入的取代基主要進(jìn)入原基團(tuán)鄰位和對位（鄰對位產(chǎn)物之和大于60%），且活化苯環(huán)，使取代反應(yīng)比苯易進(jìn)行。三類定位基鄰、對位定位基22間位定位基使新引入的取代基主要進(jìn)入原基團(tuán)間位（間位產(chǎn)物大于50%），且鈍化苯環(huán)，使取代反應(yīng)比苯難進(jìn)行。間位定位基23第三類定位基（此類主要是指鹵素及-CH2Cl等）使新引入的取代基主要進(jìn)入原基團(tuán)鄰位和對位，但使苯環(huán)略微鈍化，取代反應(yīng)比苯難進(jìn)行。定位效應(yīng)的解釋苯環(huán)上取代基的定位效應(yīng)，可用電子效應(yīng)解釋，也可從生成的σ絡(luò)合物的穩(wěn)定性來解釋，還有空間效應(yīng)的影響用電子效應(yīng)解釋第三類定位基（此類主要是指鹵素及-CH2Cl等）使新引入的取24苯環(huán)是一個對稱分子，由于苯環(huán)上π電子的高度離域，苯環(huán)上的電子云密度是完全平均分布的，但苯環(huán)上有一個取代基后，由于取代基的影響，環(huán)上的電子云分布就發(fā)生了變化，出現(xiàn)電子云密度較大與較小的交替現(xiàn)象，于是，進(jìn)行親電取代反應(yīng)的難易程度就不同，進(jìn)入的位置也不同。對間位基的解釋

（以硝基苯為例）苯環(huán)是一個對稱分子，由于苯環(huán)上π電子的高度離域，苯環(huán)上的電子25

取代定位效應(yīng)的應(yīng)用預(yù)測反應(yīng)的主要產(chǎn)物原有兩個基團(tuán)的定位效應(yīng)一致，例如：

原有兩個取代基同類，而定位效應(yīng)不一致，主要由強(qiáng)的定位基指定新導(dǎo)入基進(jìn)入苯環(huán)的位置。例如：

取代定位效應(yīng)的應(yīng)用預(yù)測反應(yīng)的主要產(chǎn)物原有兩個基團(tuán)的定位效應(yīng)26原有兩個取代基不同類，且定位效應(yīng)不一致時，新導(dǎo)入基進(jìn)入苯環(huán)的位置由鄰對位定位基指定。例如：原有兩個取代基不同類，且定位效應(yīng)不一致時，新導(dǎo)入基進(jìn)入苯環(huán)的27指導(dǎo)選擇合成路線指導(dǎo)選擇合成路線28路線一：先硝化，后氧化路線二：先氧化，后硝化路線二有兩個缺點(diǎn)，（1）反應(yīng)條件高，（2）有付產(chǎn)物，所以路線一為優(yōu)選路線。路線一：先硝化，后氧化路線二：先氧化，后硝化路線二有兩個缺點(diǎn)29多

環(huán)

芳

烴氧化反應(yīng)

萘比苯易氧化多

環(huán)

芳

烴氧化反應(yīng)萘比苯易氧化30芳香烴，一般是指分子中含苯環(huán)結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔锓枷銦N，一般是指分子中含苯環(huán)結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔?1苯分子結(jié)構(gòu)的價鍵觀點(diǎn)苯分子是一個平面正六邊形構(gòu)型，鍵角都是120°，碳碳鍵長都是0.1398nm苯分子結(jié)構(gòu)的價鍵觀點(diǎn)苯分子是一個平面正六邊形構(gòu)型，鍵角都是132異構(gòu)現(xiàn)象烴基苯有烴基的異構(gòu)二烴基苯有三中位置異構(gòu)異構(gòu)現(xiàn)象烴基苯有烴基的異構(gòu)二烴基苯有三中位置異構(gòu)33三取代苯有三中位置異構(gòu)命名

基的概念芳烴分子去掉一個氫原子所剩下的基團(tuán)稱為芳基（Aryl）用Ar表示三取代苯有三中位置異構(gòu)命名 基的概念芳烴分子去掉一個氫原34一元取代苯的命名當(dāng)苯環(huán)上連的是烷基（R-），-NO2，-X等基團(tuán)時，則以苯環(huán)為母體，叫做某基苯。當(dāng)苯環(huán)上連有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO，-CH=CH2或R較復(fù)雜時，則把苯環(huán)作為取代基一元取代苯的命名當(dāng)苯環(huán)上連的是烷基（R-），-NO2，-X等35二元取代苯的命名取代基的位置用鄰、間、對或1，2；

1，；

1，4表示二元取代苯的命名取代基的位置用鄰、間、對或1，2；

1，；

36苯及其同系物課件37多取代苯的命名

取代基的位置用鄰、間、對或2，3，4,……表示母體選擇原則（按以下排列次序，排在后面的為母體，排在前面的作為取代基。）選擇母體的順序如下：-NO2、

-X、

-OR（烷氧基）、

-R（烷基）、

-NH2、

-OH、

-COR、

-CHO、

-CN、-CONH2（酰胺）、

-COX（酰鹵）、

-COOR（酯）、

-SO3H、

-COOH、

-N+R3等例如：多取代苯的命名

取代基的位置用鄰、間、對或2，3，4,……表38苯及其同系物課件39單環(huán)芳烴的性質(zhì)親電取代反應(yīng)硝基苯繼續(xù)硝化比苯困難單環(huán)芳烴的性質(zhì)親電取代反應(yīng)硝基苯繼續(xù)硝化比苯困難40烷基苯比苯易硝化鹵代反應(yīng)烷基苯比苯易硝化鹵代反應(yīng)41反應(yīng)歷程：反應(yīng)歷程：42烷基苯的鹵代側(cè)鏈較長的芳烴光照鹵代主要發(fā)生在α碳原子上。烷基苯的鹵代側(cè)鏈較長的芳烴光照鹵代主要發(fā)生在α碳43付瑞德—克拉夫茨（C.Friede

—J.M.Crafts）反應(yīng)付瑞德—克拉夫茨（C.Friede

—J.M.Crafts）44烷基化反應(yīng)苯與烷基化劑在路易斯酸的催化下生成烷基苯的反應(yīng)稱為付—克烷基化反應(yīng)反應(yīng)歷程烷基化反應(yīng)反應(yīng)歷程45此反應(yīng)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1°常用的催化劑是無水AlCl3，此外

FeCl3、BF3、無水HF、SnCl4、ZnCl2、H3PO4、H2SO4等都有催化作用。2°當(dāng)引入的烷基為三個碳以上時，引入的烷基會發(fā)生碳鏈異構(gòu)現(xiàn)象。苯環(huán)上已有–NO2、-SO3H、-COOH、-COR等取代基時，烷基化反應(yīng)不在發(fā)生。因這些取代基都是強(qiáng)吸電子基，降低了苯環(huán)上的電子云密度，使親電取代不易發(fā)生。例如，硝基苯就不能起付—克反應(yīng)，且可用硝基苯作溶劑來進(jìn)行烷基化反應(yīng)。此反應(yīng)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：苯環(huán)上已有–NO2、-SO3H、-C46烷基化試劑也可是烯烴或醇烷基化試劑也可是烯烴或醇47

?；磻?yīng)

?；磻?yīng)48氧化反應(yīng)苯環(huán)一般不易氧化，在特定激烈的條件下，苯環(huán)可被氧化破環(huán)氧化反應(yīng)苯環(huán)一般不易氧化，在特定激烈的條件下，苯環(huán)可被氧化破49烷基苯（有α-H時）側(cè)鏈易被氧化成羧酸若兩個烴基處在鄰位，氧化的最后產(chǎn)物是酸酐烷基苯（有α-H時）側(cè)鏈易被氧化成羧酸若兩個烴基處在鄰位，氧50當(dāng)與苯環(huán)相連的側(cè)鏈碳（α-C）上無氫原子（α-H）時，該側(cè)鏈不能被氧化。苯環(huán)的親電取代定位效應(yīng)當(dāng)與苯環(huán)相連的側(cè)鏈碳（α-C）上無氫原子（α-H）時，該側(cè)鏈51三類定位基鄰、對位定位基使新引入的取代基主要進(jìn)入原基團(tuán)鄰位和對位（鄰對位產(chǎn)物之和大于60%），且活化苯環(huán)，使取代反應(yīng)比苯易進(jìn)行。三類定位基鄰、對位定位基52間位定位基使新引入的取代基主要進(jìn)入原基團(tuán)間位（間位產(chǎn)物大于50%），且鈍化苯環(huán)，使取代反應(yīng)比苯難進(jìn)行。間位定位基53第三類定位基（此類主要是指鹵素及-CH2Cl等）使新引入的取代基主要進(jìn)入原基團(tuán)鄰位和對位，但使苯環(huán)略微鈍化，取代反應(yīng)比苯難進(jìn)行。定位效應(yīng)的解釋苯環(huán)上取代基的定位效應(yīng)，可用電子效應(yīng)解釋，也可從生成的σ絡(luò)合物的穩(wěn)定性來解釋，還有空間效應(yīng)的影響用電子效應(yīng)解釋第三類定位基（此類主要是指鹵素及-CH2Cl等）使新引入的取54苯環(huán)是一個對稱分子，由于苯環(huán)上π電子的高度離域，苯環(huán)上的電子云密度是完全平均分布的，但苯環(huán)上有一個取代基后，由于取代基的影響，環(huán)上的電子云分布就發(fā)生了變化，出現(xiàn)電子云密度較大與較小的交替現(xiàn)象，于是，進(jìn)行親電取代反應(yīng)的難易程度就不同，進(jìn)入的位置也不同。對間位基的解釋

（以硝基苯為例）苯環(huán)是一個對稱分子，由于苯環(huán)上π電子的高度離域，苯環(huán)上的電子55

取代定位效應(yīng)的應(yīng)用預(yù)測反應(yīng)的主要產(chǎn)物原有兩個基團(tuán)的定位效應(yīng)一致，例如：

原有兩個取代基同類，而定位效應(yīng)不一致，主要由強(qiáng)的定位基指定新導(dǎo)入基進(jìn)入苯環(huán)的位置。例如：

取代定位效應(yīng)的應(yīng)用預(yù)測反應(yīng)的主要產(chǎn)物原有兩個基團(tuán)的定位效應(yīng)56