大学有机化学芳香烃课件
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有机化学精品课件第七章 芳香烃.ppt
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20
3.磺化反应
80℃ + 浓 H2SO4
H2SO4， SO3 30~50℃
SO3H
SO3H
+
H2O
反应可逆，生成的水
使 H2SO4 变稀，磺化速度
变慢，水解速度加快，故
常用发烟硫酸进行磺化，
以减少可逆反应的发生。
烷基苯比苯易磺化
CH 3
+ H2SO4
CH 3
SO3H +
CH 3
反应温度不同
磺化反应历程：
2 H2SO4
SO3 + H3O+ + HSO4
O
+δS
δ
O
H
H+
SO3
SO3H
2020-6-17
O
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22
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。
2．卤代反应
+ Cl2 + Br2
Fe 或 FeCl3 55~60℃
Fe 或 FeBr3 55~60℃
+ 2Cl2 Fe 或 FeCl3
反应历程：
Cl
+ HCl
Br
+ HBr
Cl
+
Cl Cl
50%
Cl
+ 2HCl
45%
Br 2
Br-Br FeBr3
《芳香烃 》课件
二、苯的同系物
1.定义: 苯环上的氢原子被烷基取代的产物
通式： CnH2n-6(n≥6)
结构特点: 只含有一个苯环,苯环上连结烷基.
1.比较苯和甲苯结构的异同点,推测甲苯的化 学性质. 2.设计实验证明你的推测.
2、化学性质：
1)取代反应(可与卤素、硝酸、硫酸等反应)
CH3
CH3
浓硫酸O 2 N
2Fe + 3Br2 = 2FeBr3
+ Br2 FeBr3
实验步骤:按左图连 接好实验装置,并检 验装置的气密性.把 少量苯和液态溴放 在烧瓶里.同时加入 少量铁粉.在常温下, 很快就会看到实验 现象.
Br + HBr
AgNO3 +HBr = AgBr↓ +HNO3
实验思考题：1.实验开始后,可以看到哪些现象?
萘 C10H8
蒽 C14H10
苯环间共用两个或两个以上碳原子形成 的一类芳香烃
稠环芳香烃
B
A
C
苯并芘
致癌物
4、教学必须从学习者已有的经验开始。——杜威 5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。——贝尔纳 6、学习要注意到细处，不是粗枝大叶的，这样可以逐步学习摸索，找到客观规律。——徐特立 7、学习文学而懒于记诵是不成的，特别是诗。一个高中文科的学生，与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集，不如仔仔细细地背诵三百首诗。——朱自清 8、一般青年的任务，尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务，可以用一句话来表示，就是要学习。——列宁 9、学习和研究好比爬梯子，要一步一步地往上爬，企图一脚跨上四五步，平地登天，那就必须会摔跤了。——华罗庚 10、儿童的心灵是敏感的，它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样，鼓励仿效一切好的行为，那末，儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。——苏霍姆林斯基
有机化学芳香烃ppt课件
（1）浓硫酸的作用
亲电试剂： NO2+
+ H2SO4 HONO2
快
+
慢
H2O NO2
H2O +H2SO4
+ +
H2O NO2
HSO4-
NO+ 2 + H2O
H3O++HSO4-
+ H S 2 O 4H O N O 2
N O 2 + + H 2 S O 4 -+ H 3 O
催化剂作用：加促产生亲电试剂NO2+
邻位 40%
对位 20%
间位 40%
O+P＞60% — 邻对位定位基（活化苯环） O+P<60% — 邻对位定位基（钝化苯环） m ＞ 40% — 间位定位基（钝化苯环）
1. 致活的邻对位定位基 kC6H5G/kC6H6＞1
强烈活化： -O-，-NH2，-NHR，-NH2，-OH，-OR 中强： -OCOR，-NHCOR 较弱： -C6H5，-CH3，CR3 注意观察基团的结构特点：
σ络合物： 碳原子杂化态从SP2转化为SP3，大
π键被破坏，四个π电子离域于环上 五个碳原子上，使苯环呈正电荷。
H N O 2
+
H N O 2
H N O 2
+
H N O 2
+
+
极限式
离域式
当σ络合物脱去H+Fra bibliotek碳从SP3转化为SP2 ，又形成大π键。
如何解释思考题②和③
② 从反应条件看几种单环芳烃的硝化活性 ③ 当苯环上有取代基后，继续硝化时的取代位
第四章 芳烃 Arene
《有机化学-芳香烃》课件
芳香和非芳香物质的比较
比较芳香烃和非芳香物质的特征和性质，探 讨它们之间的区别和联系。
芳香烃的物理性质
外观和气味
描述芳香烃的外观特征和独特的香气，探索 不同芳香烃之间可能存在的差异。
密度，沸点，熔点等物理性质的比较
比较不同芳香烃的物理性质，包括密度、沸 点、熔点等，探讨它们的变化规律和影响因 素。
《有机化学-芳香烃》PPT 课件
这份PPT课件将介绍有机化学中的芳香烃。从概念和特点开始，分析芳香和 非芳香物质的对比，探讨芳香烃的物理性质和结构特点，深入研究芳香烃的 化学性质，以及芳香烃在工业、医药和日用品等方面的应用。
什么是芳香烃
概念与特点
了解芳香烃的定义和特点，包括环状共轭结 构和强烈的香气。
芳香烃的结构特点
分子结构
解析芳香烃的分子结构，包括环状共轭结构 和π电子共轭系统的形成原理。
共价键和非共价键的说明
讨论芳香烃中共价键和非共价键的作用和特 点，应
探究芳香烃的烷基化反应，了解这种反应的反应条件、机理和应用。
卤代反应
研究芳香烃的卤代反应，掌握卤素取代芳香烃的反应条件和反应类型。
结束语
1 总结芳香烃的重要性和应用
总结芳香烃在化学领域的重要性和广泛应用，强调其对人类社会的贡献。
2 展望未来芳香烃领域的发展前景
展望芳香烃领域的未来发展，讨论可能的研究方向和应用领域。
烷基酚基化反应
分析芳香烃的烷基酚基化反应，研究酚类与芳香烃之间的置换反应。
芳香烃的应用
工业应用
探索芳香烃在工业领域的 广泛应用，包括合成材料、 涂料和溶剂等方面。
医药应用
研究芳香烃在医药领域的 应用，包括合成药物和草 药中的成分。
大学有机化学芳香烃课件
大学有机化学芳香烃课件
让我们一起探索大学有机化学芳香烃的奇妙世界！从烷基苯的合成反应到芳 香烃的应用与生产工艺，这里将为你展示一个全方位的课件。
烷基苯的合成反应
1 苯甲烷与烃的反应
通过烷基化反应，将苯甲烷与烃反应，可以合成烷基苯化合物。
2 重氢化反应
利用重氢化反应，可以将苯甲烷中的苯环氢原子替换为重氢原子，得到重氢化烷基苯。
芳香核磁共振（NMR）谱图解释
谱图读法
NMR谱图通过观察能级跃迁的 信号峰来解释芳香烃分子的结 构和化学环境。
芳香性指数
芳香性指数是评估分子芳香性 的重要参数，可以通过芳香核 磁共振谱图中的信号峰位置来 确定。
化学位移
化学位移是芳香烃谱图中的关 键特征，可用于确定分子中芳 香性环的相对位置。
一元芳香烃的取代反应
芳基芳基偶联反应
芳基芳基偶联反应是合成对称二 元芳香烃的重要手段，可以连接 两个芳香环。
杂环芳香烃的合成
通过循环合成反应，可以合成包 含杂原子的二元芳香烃化合物。
苯的氢化反应与重氢化反应
1 苯的氢化反应
通过催化剂的作用，苯环中的双键被还原为单键，实现苯环的氢化。
2 重氢化反应
利用含重氢（氘）的试剂与苯发生反应，替换苯环的氢原子为氘原子，得到重氢化苯。
3 催化烷基化反应
通过催化剂的作用，将苯环中的氢原子替换为烷基，实现烷基苯的合成。
芳香烃的可见光催化氧化反应
可见光激发
通过可见光照射，芳香烃可 以被激发产生高能态，参与 氧化反应。
活性氧物种
在可见光催化氧化反应中形 成的活性氧物种可以与芳香 烃发生反应，产生氧化产物。
催化剂的选择
不同类型的催化剂可以加速 可见光催化氧化反应的速率， 提高反应效率。
让我们一起探索大学有机化学芳香烃的奇妙世界！从烷基苯的合成反应到芳 香烃的应用与生产工艺，这里将为你展示一个全方位的课件。
烷基苯的合成反应
1 苯甲烷与烃的反应
通过烷基化反应，将苯甲烷与烃反应，可以合成烷基苯化合物。
2 重氢化反应
利用重氢化反应，可以将苯甲烷中的苯环氢原子替换为重氢原子，得到重氢化烷基苯。
芳香核磁共振（NMR）谱图解释
谱图读法
NMR谱图通过观察能级跃迁的 信号峰来解释芳香烃分子的结 构和化学环境。
芳香性指数
芳香性指数是评估分子芳香性 的重要参数，可以通过芳香核 磁共振谱图中的信号峰位置来 确定。
化学位移
化学位移是芳香烃谱图中的关 键特征，可用于确定分子中芳 香性环的相对位置。
一元芳香烃的取代反应
芳基芳基偶联反应
芳基芳基偶联反应是合成对称二 元芳香烃的重要手段，可以连接 两个芳香环。
杂环芳香烃的合成
通过循环合成反应，可以合成包 含杂原子的二元芳香烃化合物。
苯的氢化反应与重氢化反应
1 苯的氢化反应
通过催化剂的作用，苯环中的双键被还原为单键，实现苯环的氢化。
2 重氢化反应
利用含重氢（氘）的试剂与苯发生反应，替换苯环的氢原子为氘原子，得到重氢化苯。
3 催化烷基化反应
通过催化剂的作用，将苯环中的氢原子替换为烷基，实现烷基苯的合成。
芳香烃的可见光催化氧化反应
可见光激发
通过可见光照射，芳香烃可 以被激发产生高能态，参与 氧化反应。
活性氧物种
在可见光催化氧化反应中形 成的活性氧物种可以与芳香 烃发生反应，产生氧化产物。
催化剂的选择
不同类型的催化剂可以加速 可见光催化氧化反应的速率， 提高反应效率。
有机化学第六章芳香烃ppt课件
浓HSO4 , 70~80℃
SO3H
H2SO4·SO3
或H2SO4·SO3 30~50℃
CH3
+ H2SO4(浓)
220℃
CH3 SO3H + CH3
SO3H SO3H SO3H
–应用
0℃ 100℃
43％ 13％
CH
•
3
1
+ H2SO4 △
CH 3
Br2
Fe
C12H25
SO3H
•2
+ H2SO4 △ C12H25
– 烷基化反应
C2H5
+ C2H5Br
AlCl3
+ HBr
烷基化试剂除卤代烷外还可用烯烃和醇，傅克反应催
化剂常用AlCl3，也有用其他路易斯酸如BF3或FeCl3的反应。
如：
CH3-CH-CH3
+ CH3CH=CH2 AlCl3
+ CH3CH2OH H2SO4
-CH2CH3 + H2O
如果苯环上有侧链，并且在合适长度(3~4个碳)的位置 有卤原子的话，该芳烃还可发生分子内的亲电取代。如：
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第四节 苯环上的亲电取代反应
6.4 Electrophilic substitution on benzene ring
▪ 卤代反应(halogenations)
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第五章芳香烃ppt课件
所以,也可用下式表示苯的结构:
6
第二节 单环芳烃的异构与命名
1.一元取代苯“某苯”
甲苯
乙苯
(toluene)
( ethylbenzene
) 有些取代基，有专门名称，将取代基和苯一 起作为母体。如苯酚 苯胺 苯甲酸 苯磺酸
7
2.二元取代苯的命名
邻二甲苯(1,2 间二甲苯(1,3 对二甲苯(1,4
一、取代反应
1. 卤代反应
16
烷基苯的卤代
苯氯甲烷 苯二氯甲烷 苯三氯甲烷
反应条件不同，产物也不同。原因是两者 反应历程不同，前者(铁粉或FeCl3作催化剂) 为离子型取代反应，光照卤代为自由基历程。
17
侧链较长的芳烃 ,光照卤代主要发生
在α碳原子上。
18
✓自由基的稳定性增加顺序：
<
<
(甲基自由基 < 伯自由基 < 仲自由
间位定位基则对苯环起吸电子作用，使苯 环电子云密度降低，因而不利于苯环的亲电取 代反应，即起钝化作用。
38
三、取代定位效应的应用 1. 指导选择合成路线
例1：
必须先氧化后硝化
39
例2：
40
例3：
41
第六节 稠环芳香烃
一、结构和命名 稠环芳香烃是由两个或两个以上苯环共用 两个邻位碳原子稠合而成的多环芳香烃。
蒽
菲
48
第三节 芳香性：4n+2规则
判断芳香性的规律：在一单环多烯化合物 中，具有共平面的离域体系，其 π 电子数等于 4n+2(n=0,1,2,3…) ，此化合物就具有芳香性。 此 规律称为Hückel 规律，又叫做4n+2规则。
π 电子数 4
有机化学第08章 芳香烃(共201张PPT)
再比较 4式和5式
4
催化 剂
+ H2 压 力， 溶剂
112.3KJ mol-1
5
催 化剂
+ H2
压力 ，溶 剂
按上面的计算和结论，5 式若为共轭三烯结构，当加一 分子氢时，氢化热应为-112.3-(-7.2) = -105.1 KJ mol -1。
催化剂
+ H2 压力，溶剂
(Z)
H？
(Z)
- 105.1 KJ mol -1
4 苯具有特殊的稳定性---从氢化热数据看苯的内能。
环己烯 环己二烯
环己三烯
苯
氢化热（kJ / mol） 119.5 (测定)
231.8 (测定)
119.53=358.5 208.5 (根据假设计算) (测定)
每个C=C的平均氢化热 119.5
115.9
119.5
69.5
（kJ / mol）
从整体看： 苯比环己三烯的能量低 苯比环己二烯的能量低
119.5 KJ mol-1
3
催化 剂
+ 2H2 压力，溶剂
231.8 KJ mol-1
4
催化 剂
+ H2 压力，溶剂
112.3KJ mol-1
(Z)
5.
催化剂
+ H2 压力，溶剂
H？
(Z)
6. CH2=CH-CH=CH-CH=CH2 + 3 H2 CH3(CH2)4CH3 -337 KJ mol-1
反键轨道
E 成键轨道
共振论
Ⅰ
Ⅱ
贡献大
键长，键角完全 相等的等价结构
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
贡献小
键长、键角不等 的不等价结构
大学有机化学芳香烃PPT课件
复合技术
利用纳米技术可以制备出具有特殊功 能的芳香烃纳米材料，如纳米传感器、 纳米催化剂等。
将芳香烃与其他材料复合，可以制备 出具有优异性能的功能复合材料，如 导电高分子材料、耐高温材料等。
表面修饰技术
通过对芳香烃表面进行化学或物理修 饰，可以改变其表面性质，从而赋予 其新的功能，如超疏水、超亲水、抗 菌等。
生物活性评价方法简介
细胞毒性试验
通过测定药物对细胞的毒性作用， 评价药物的生物活性。常用的细 胞毒性试验方法包括MTT法、
LDH法等。
抗菌活性试验
对于具有抗菌作用的药物，可以 通过测定药物对细菌的抑制作用 来评价其生物活性。常用的抗菌 活性试验方法包括琼脂扩散法、
微量肉汤稀释法等。
抗肿瘤活性试验
通过测定药物对肿瘤细胞的增殖 抑制作用，评价药物的抗肿瘤活 性。常用的抗肿瘤活性试验方法 包括MTT法、克隆形成法ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。
03
钯催化下烯烃与卤代芳烃的偶联反应，可高效构建C-C键，是芳
香烃合成的重要手段。
路线设计原则及实例分析
01
路线设计原则
02
原料易得、价格适中；
03
反应条件温和、操作简便；
04
产物易分离纯化、收率高；
05
符合绿色化学要求，减少废弃物排放。
06
实例分析：以苯乙烯为原料，通过Heck反应合成对甲基苯 乙烯。该路线原料易得，反应条件温和，产物收率高且易于 分离纯化。
高能源利用效率。
04
芳香烃在医药领域应用
药物合成中作用举例
苯环作为核心结构
许多药物都含有苯环，如阿司匹 林、对乙酰氨基酚等，这些药物
的合成离不开芳香烃。
芳香烃侧链修饰
《有机化学芳香烃》课件
3
酚和酸酐的烃化反应
探索酚和酸酐反应生成芳香烃的烃化反应，如费雪酯合成法。
芳香烃的应用
化学工业中的用途
揭示芳香烃在化学工业中的广泛用途，包括 作为溶剂、原料和催化剂。
药物领域的应用
介绍芳香烃在药物研发和制造中的应用，如 合成药物和药物提取。
芳香烃的命名方法
代号法
介绍通过简单的代号命名法来命名芳香烃 化合物。
IUPAC命名法
详细叙述国际纯化学与应用化学联合会 （IUPAC）的命名体系，包括主链命名和 取代基命名。
芳香烃的合成方法
1
烷基苯和活化剂的反应
介绍烷基苯与活化剂（如卤代烷和烷基金属）反应生成芳香烃的方法。
2
艾芬芳香化反应
讲解由烯烃和烷基卤化物反应合成芳香烃的艾芬芳香化反应。
《有机化学芳香烃》PPT 课件
课程介绍：回顾有机化学基础，概述芳香烃的结构和性质，讲解芳香烃的命 名方法，合成方法以及应用领域。让我们一起探索有机化学芳香烃的奥秘与 应用吧！
有机化学基础回顾
复习有机化学基本知识，包括化学键，键的极性，化学键的形成等基本概念， 为进一步了解芳香烃的结构和性质打下基础。
芳香烃概述
探索芳香烃的基本概念和定义，包括芳香烃与非芳香烃的
环状结构
详细解析芳香烃的环状结构，包括苯环和其他芳香环的构成及特点。
2
共轭体系
讲解芳香烃中的共轭体系，解释其对芳香性质和反应性的影响。
3
稳定性和反应性
探讨芳香烃的稳定性和常见反应类型，如取代反应和芳香性亲电取代反应。
有机化学课件第六章芳香烃
芳香烃可用于制造染料、农药、医药 等精细化学品，以及各种功能性材料， 如导电材料、光学材料、磁性材料等。
芳香烃可用于生产溶剂和化学助剂， 如稀释剂、催化剂、稳定剂等。
芳香烃在医药生产中的应用
01
芳香烃可用于合成各种 药物，如抗生素、镇痛 药、抗癌药等。
02
芳香烃可用于制备药物 的中间体，提高药物的 合成效率和纯度。
硝化反应
在浓硫酸和浓硝酸的混合 酸中，苯可被硝化生成硝 基苯。
磺化反应
在浓硫酸的作用下，苯可 被磺化生成苯磺酸。
苯的亲电取代反应机理
亲电取代反应
苯在发生取代反应时，通常需要借助亲电试剂（如卤素正离子、硫酸根离子等） 的作用，使苯环上的氢原子被取代。
电环化反应
在某些条件下，苯环上的碳碳键会发生电子转移，导致苯环发生电环化反应，生 成新的有机化合物。
烯单元。
蒽型芳香烃
蒽是由三个环己二烯稠 合而成的芳香烃，具有
一个大的共轭体系。
菲型芳香烃
菲是由四个环己二烯稠 合而成的芳香烃，具有 一个庞大的共轭体系。
芳香烃的命名
习惯命名法
根据芳香烃的结构特点，采用“ 邻”、“间”、“对”等字眼来 命名，例如邻二甲苯、间二甲苯 、对二甲苯等。
系统命名法
采用国际通用的IUPAC命名规则 ，根据芳香烃的结构特征和取代 基的位置、数目、名称等信息来 确定化合物的名称。
苯的加成反应
加成反应
在一定条件下，苯可以与氢气等发生加成反应，生成环己烷 等饱和烃。
聚合反应
在某些条件下，苯可以发生聚合反应，生成高分子化合物。
03
苯环上的取结词
取代基对苯环的活性具有显著影响，主要通过诱导效应和共轭效应两种方式。
大学有机化学芳香烃
苯与混酸作用，生成硝基苯:
+ HNO3
H2SO4 50~60℃
NO2 + H2O
硝基苯(nitrobenzene)
2 H2SO4 + HO—NO2
NO2+ + 2 HSO4- + H3O+
22
第二十二页，课件共51页
第四章 芳香烃 第一节 苯及其同系物(三、性质)
3. 磺化反应
苯与发烟硫酸作用，室温下就能生成苯磺酸。 苯与浓硫酸共热也能生成苯磺酸。
13
第十三页，课件共51页
NO2
硝基苯
Br
溴苯
CH3 NO2
邻硝基甲苯
CH3
Cl
间氯甲苯
NH2
OH
COOH
SO3H
NH2
Br
Br
OH CH3
苯胺 苯酚 苯甲酸 苯磺酸 2,6-二溴苯胺 邻甲基苯酚
*
14
第十四页，课件共51页
第四章 芳香烃 第一节 苯及其同系物(二、命名)
芳烃分子去掉一个氢原子剩下来的原子 团叫芳基，可用 Ar－ 代表。
主要进入它的间位，同时钝化苯环。属于第二类基的 有（按钝化能力由大到小排）：
-NR3，-NO2，-CCl3， 强致钝基
-CN，-SO3H， 中等致钝基
-CHO，-COR，-COOH，-COOR，-CONR2 等 弱致钝基
特点: 与苯环直接相连的原子带正电荷或带部分正电 荷或有重键;；是吸电子基，钝化苯环。
NO2
（主）
33
第三十三页，课件共51页
第四章 芳香烃 第一节 苯及其同系物(四、定位效应)
课堂练习：用箭头表示下列化合物发生
亲电取代反应的位置。
+ HNO3
H2SO4 50~60℃
NO2 + H2O
硝基苯(nitrobenzene)
2 H2SO4 + HO—NO2
NO2+ + 2 HSO4- + H3O+
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第二十二页，课件共51页
第四章 芳香烃 第一节 苯及其同系物(三、性质)
3. 磺化反应
苯与发烟硫酸作用，室温下就能生成苯磺酸。 苯与浓硫酸共热也能生成苯磺酸。
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第十三页，课件共51页
NO2
硝基苯
Br
溴苯
CH3 NO2
邻硝基甲苯
CH3
Cl
间氯甲苯
NH2
OH
COOH
SO3H
NH2
Br
Br
OH CH3
苯胺 苯酚 苯甲酸 苯磺酸 2,6-二溴苯胺 邻甲基苯酚
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第四章 芳香烃 第一节 苯及其同系物(二、命名)
芳烃分子去掉一个氢原子剩下来的原子 团叫芳基，可用 Ar－ 代表。
主要进入它的间位，同时钝化苯环。属于第二类基的 有（按钝化能力由大到小排）：
-NR3，-NO2，-CCl3， 强致钝基
-CN，-SO3H， 中等致钝基
-CHO，-COR，-COOH，-COOR，-CONR2 等 弱致钝基
特点: 与苯环直接相连的原子带正电荷或带部分正电 荷或有重键;；是吸电子基，钝化苯环。
NO2
（主）
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第三十三页，课件共51页
第四章 芳香烃 第一节 苯及其同系物(四、定位效应)
课堂练习：用箭头表示下列化合物发生
亲电取代反应的位置。
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第一节 苯及其同系物(三、性质)
反应机制
(1) 产生亲电试剂Br+：
Br+ + FeBr4
Br2 + FeBr3
(2) 亲电试剂进攻苯环, 形成非芳香正碳离子中间体：
H Br
5
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(一、苯的结构)
虽然苯的结构在今天已得到完全阐明,但 苯的结构式仍然采用当初 Kekulé 提出的式子。 或用圆圈代表环闭大π键的苯结构式。
苯的结构也可以用两个Kekulé结构 式的共振式或共振杂化体表示。
两个共振式
共振杂化体
6
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(二、命名)
(一) 苯的亲电取代反应(electrophilic substitution)
苯环π电子的高度离域形成一个富电子体系, 对亲 电子试剂能起提供电子的作用,易发生亲电取代反应。
X H O C
R
卤代反应
NO2
SO3H
R
酰基化 反应*
硝化反应
磺化反应
烷基化反应
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第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(三、性质)
二、苯及其同系物的命名
苯环上的氢原子被烃基取代后，所得产物为苯的 同系物。可分为一烃基苯、二烃基苯和多烃基苯等。
命名时，一般以苯作母体，将其它烃基作为取 代基，称“某苯”。
CH3 H3C CH CH3
甲苯(toluene)
异丙苯 (isopropylbenzene)
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第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(二、命名)
第一节 苯及其同系物(二、命名)
CH2CH3
2
4 1
CH(CH3)2
CH3CH2CH2
2-乙基-4-丙基-1-异丙基苯
1
CH3CH2CH2 CH2CH3
3
5
CH(CH3)2
1-乙基-3-丙基-5-异丙基苯
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第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(二、命名)
另外，IUPAC还规定，保留俗名的芳烃如 甲苯、二甲苯、苯乙烯等作为母体来命名。
1.卤代反应
苯在三卤化铁或铁粉等催化剂作用下, 与氯 和溴作用, 分别生成氯苯和溴苯以及卤化氢。
+ Cl2
FeCl3或Fe 55~60℃
Cl
+ HCl
氯苯(chlorobenzene)
+ Br2
FeBr3或Fe
Br
+ HBr
溴苯(bromobenzene)
活性次序：氟 > 氯 > 溴 > 碘
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第四章 芳香烃
1865年凯库勒(Kekule)从苯的分子式C6H6出发， 提出了苯的结构式，即苯的凯库勒式：
H H H C C C C H 或
2
C C H H
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(一、苯的结构)
有人提出质疑: 按照这个结构, 苯的二溴代物应有两种.
Br
溴代 结构式
Br
Br Br
和
但实际上只得到一种!
苯环上连接复杂烷基或不饱和烃基时, 则可把 侧链当作母体, 苯环当作取代基, 称作“苯某”。
CHCH 2CH2CHCH 3 CH3 CH3
CH CH2
苯乙烯 (phenylethene)
2-甲基-5-苯基己烷
CH3 H3C CHCH2 C C H
8
CH3
(E)-5-甲基-2-苯基-2-己烯
(E)-5-methyl-2-phenyl-2-hexene
CH3
C(CH3 )3
对叔丁基甲苯 4-t-butyltoluene
12
NO2
Br
CH3 NO2
CH3 Cl
硝基苯
NH2 OH
溴苯
COOH
邻硝基甲苯
SO 3H Br
间氯甲苯
NH2 Br OH CH3
苯胺
苯酚
苯甲酸 苯磺酸 2,6-二溴苯胺 邻甲基苯酚
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(二、命名)
芳烃分子去掉一个氢原子剩下来的原子 团叫芳基，可用 Ar－ 代表。
或
C6H5
苯基(phenyl)，Ph-或φCH2 或 C6H5CH2
苯甲基或苄基 (benzyl)，用Bz-表示
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第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(三、性质)
三、苯及其同系物的性质
苯及其同系物均不溶于水，易溶于乙醚、 四氯化碳或石油醚等有机溶剂。
相对密度几乎都小于1。 苯及其同系物一般都有毒性，长期吸入它们 的蒸气，会损害造血器官及神经系统，因 此在操作时需注意采取防护措施。
1其同系物(三、性质)
化学性质 —— 芳香性
难氧化，难加成，易发生亲电取 代反应，芳环稳定。
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第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(三、性质)
1. 亲电试剂(E+)带正电性的部分进攻苯环, 生成 σ络合物。中心碳由sp2转为sp3, 芳香结构被破坏。
E
+ E+ 催化剂 慢
H
s络合物
2. H+离去, 形成取代产物，这时中心碳 由 sp3 又转为 sp2, 恢复芳香结构。
E
H
催化剂 快
E + H+
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第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(三、性质)
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(二、命名)
二烃基苯有三种异构体，用邻或 1,2- ；间 或1,3-；对或 1,4- 表示；
CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3
邻二甲苯 1,2-二甲苯 o-二甲苯 o-xylene
间二甲苯 1,3-二甲苯 m-二甲苯 m-xylene
对二甲苯 1,4-二甲苯 p-二甲苯 p-xylene
实际键长完全相等 (139pm)
预期的 1,3,5-环己三烯键长数据
134pm 147pm
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第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(一、苯的结构)
(二) 苯分子结构的现代解释
环状大π键
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第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(一、苯的结构)
结构及性质特征： 所有原子共平面； 形成环状大π键 碳碳键长全相等; 环稳定、难加成、 难氧化、易取代
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第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(二、命名)
具有三个相同烃基的取代苯也有三种异构体。如:
CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 H3C CH3
CH3
连三甲苯 1,2,3-三甲苯
偏三甲苯 1,2,4-三甲苯
均三甲苯 1,3,5-三甲苯
(1,2,3-trimethylbenzene)
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第四章 芳香烃
第四章 芳香烃
具有“芳香性”的碳氢化合物称芳香烃。 芳香性：环稳定，难加成、难氧化，易发生亲电取代
C H3 单环芳烃 苯系芳烃 多环芳烃 联苯 苯 甲苯 苯乙烯 C H C H2
非苯系芳烃 环戊二烯负离子 薁 环庚三烯正离子
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第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(一、苯的结构)
第一节 苯及其同系物
一、苯的结构 (一) 苯的 Kekulé结构式