章芳烃芳香性

仪器测得：
苯分子中12个原子共平面。所有的C-C键长为
0.140nm，所有的C-H键长为0.108nm，键角∠CCH及
∠CCC均为120º。
H
H 0.108nm
H
120 。
H
H
H
章芳0烃.芳1香4性0nm
5.2.1 价键理论
5.2 苯的结构
✓ Kekulé于1865年对苯的结构提出了一个设想：
H
H
章芳烃芳香性
第五章 芳烃 芳香性 ✓ 芳 烃——芳香族碳氢化合物。含有苯环的一大类C、 H化合物。 “芳香”二字的含义： 过去：天然产物中许多有香味的物质分子中都含有苯环。 现在：环流效应、Hückel 4n+2规则、以及特殊的化性。
✓芳香性——易进行离子型取代反应，不易加成、氧化， 并具有 特殊的稳定性。
5.2 苯的结构 5.2.3 共振论对苯分子结构的解释
共振论认为苯的结构是两个或多个经典结构 的共振杂化体：
贡 献 最 大
+ -
+ -
章芳烃芳香性
第五章 芳烃 芳香性
5.3 单环芳烃的物理性质（自学）
单环芳烃不溶于水，比重小于1，b.p随分子↑而↑，分子量相同 时，对称性较高者，m.p较高… (自学) 单环芳烃的IR谱图特征：
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
两种不同的“环己三烯 在迅速地相互转变
✓杂化轨道理论的解释：
苯分子中12个原子共面，其中六个碳原子均采取sp2 杂化，每个碳原子上还剩下一个与σ平面⊥的p轨道，相 互之间以肩并肩重叠形成六中心六电子的大π键。
章芳烃芳香性
5.2.1 价键理论 ✓杂化轨道理论的解释：
5.2 苯的结构
第五章 目录
第五章 芳烃 芳香性
5.1 芳烃的构造异构和命名 5.2 苯的结构 5.3 单环芳烃的物理性质 5.4 单环芳烃的化学性质 5.5 苯环上取代反应的定位规则
5.6 芳香族亲电取代反应中的动力学和热力学控制
章芳烃芳香性
第五章 目录
第五章 芳烃 芳香性
5.7 稠环芳烃 5.8 芳香性 5.9 富勒烯 5.10 单环芳烃的来源 5.11 多官能团化合物的命名
苯分子中12个原子共面，其中六个碳原子均采取sp2 杂化，每个碳原子上还剩下一个与σ平面⊥的p轨道，相 互之间以肩并肩重叠形成六中心六电子的大π键。
H
H
H
H
H
H
π66是离域的大π键，其离域 能为152KJ/mol，体系稳定， 能量低，不易开环(即不易 发生加成、氧化反应) 。
处于π66中的π电子高度离域，电子云完全平均化，像两个救生圈分布在苯分子平
δ苯氢≈7.25
例：甲苯、异丙苯的NMR谱图。
章芳烃芳香性
第五章 芳烃 芳香性 5.4 单环芳烃的化学性质
5.4.1 取代反应 5.4.2 苯环上亲电取代反应机理 5.4.3 加成反应 5.4.4 氧化反应 5.4.5 聚合反应(自学)
章芳烃芳香性
第五章 芳烃 芳香性 5.4 单环芳烃的化学性质
章芳烃芳香性
面的上下侧 (动画), 在结构中并无单双键之分，是一个闭合的共轭体系。
5.2.2 分子轨道理论(自学）
5.2 苯的结构
六个p轨道可线性组合成6个分子轨道：
*
反
键பைடு நூலகம்
轨
道
三个节面
-+
+
+-
*
*
二个节面
+-
-+
+ -
-+ ++
一个节面
++
++
-
-- +-
成 键 轨 道
无节面
++
+ +
++
章芳烃芳香性
CH3
H3C
CH3
均三甲苯 1,3,5-三甲苯
CH 3 CH 3 CH 3
CH 3
1,2,3,4-四甲苯
CH 3
H3C
CH 3
CH 3
1,2,3，5-四甲苯
CH 3 H3C
CH 3 CH 3
1,2，4，5-四甲苯
章芳烃芳香性
5.1.2 命名
5.1 芳烃的构造异构和命名
命名时，一般以芳环为取代基，也可以芳环为母体。
三个异构体。
CH3
CH2CH3
CH(CH3)2
甲苯
CH3 CH3
乙苯
CH3 CH3
邻二甲苯 1,2-二甲苯
o-
间二甲苯 1,3-二甲苯
章芳烃芳m香-性
异丙苯
CH3
CH3
对二甲苯 1,4-二甲苯
p-
CH3 CH3 CH3
连三甲苯 1,2,3-三甲苯
5.1 芳烃的构造异构和命名
CH3 CH3
CH3
偏三甲苯 1,2,4-三甲苯
苯环活化后，第 （苯环活化）
二个取代基进入
邻硝基甲苯 NO2
58％ 对硝基甲 38苯 ％
第一个取代基的 邻、对位；
NO2 +
发烟3HN发O9烟 0。 2SHCO4
NO2
苯环钝化后，
（苯环钝 第二化个） 取代基进
NO2
入第一个取代基
章芳烃芳香性
间二基苯 93％
具体情况，具体对待：
CH=CH2 苯 乙 烯
CH=CH2
对 二 乙 烯 基 苯 CH=CH2
CH2Cl
CH2OH
苯 氯 甲 烷 氯 苄
苯 甲 醇 苄 醇
• C6H5－ 苯基(Ph－) ；
C6H5CH2－ 苄基 ；
Ar－ 芳基(芳环上去掉章芳一烃芳个香性氢后，所剩下的原子团)；
5.2 苯的结构
5.2 苯的结构
① νC－H吸收大于3000cm－1(3100～3010cm-1)； ② 1600、1500、1580、1450cm-1处苯环呼吸振动； ③ 900～650cm-1处(指纹区)一系列γC－H面外弯曲振动可提 供苯环上的取代信息。 例：邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯的IR谱图。
单环芳烃的NMR谱图特征：
Br+
o-二溴苯 32.9%
Br
p-二溴苯 65.8%
注意：第二个卤素原子进入第一个卤素原子的邻、对位。
章芳烃芳香性
(2) 硝化
5.4.1 亲电取代反应
+ HNO3
浓 H2SO 。 4
50-60 C
NO2+H2O
硝 基 苯
若苯环上已有取代基：
CH3 +
HN3O
H2S。 O4
30 C
CH3
CH3
NO2 +
✓芳香族化合物——具有芳章芳香烃芳性香性(3点)的一大类有机化合物
芳烃按其结构分为三类：
单环芳烃 苯
芳烃 多环芳烃 联苯
第五章 芳烃 芳香性
CH3 CH3
甲苯
CH3 二甲苯
H C
三苯甲烷
稠环芳烃
萘章芳烃芳香性
菲
第五章 芳烃 芳香性
5.1 芳烃的构造异构和命名
5.1.1 构造异构
一元取代只有一个结构式，二、三、四元取代各有
三种反应：取代、加成、侧链上的反应
5.4.1 取代反应
(1) 卤化
Cl
+
Cl2
FeCl3。
40-60 C
章芳烃芳香性
+ HCl
Cl2 FeCl3
Cl
Cl
Cl
+
o-二氯苯 Cl
39%
p-二氯苯 55%
5.4.1 亲电取代反应
+ Br2 6F0e-B7r03。C
Br + HBr
Br2 FeBr3
Br
Br