有机化学芳香化合物-Aromatic-compounds中英文课件
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《高等有机化学》课件-第二章 芳香性
4、苯的分子轨道模型
分子轨道理论认为六个p轨道线性组合成六个π分子轨道，其中三个成键 轨ψ1ψ2ψ3 和三个反键轨道ψ4ψ5ψ6 。
在这个分子轨道中，有一个能量最低的ψ1轨道，有两个相同能量较高的ψ2 和ψ3轨道，各有一个节面，这三个是成键轨道。ψ4ψ5能量相同，有两个节面， ψ6能量最高有三个节面，这三个是反键轨道。
end lies on the side of the heteroatom, with a dipole moment of
1.58 D.
Pyrrole is also weakly acidic at the
酸性比较：
N–H position, with a pKa of 17.5 乙酸>苯酚> 吡咯 >环己醇
在基态时，苯分子的6个p电子成对地填入三个成键轨道，这时所有能量低 的成键轨道，全部充满了电子，所以苯分子是稳定的，体系能量较低。
5、核磁波谱（ NMR）特性 NMR波谱法也是一种确定芳香性的实验手段。芳香化合物 的特点是它们呈现抗（反、感）磁环电流。这个环电流可以看 成在NMR波谱仪磁场的影响下，离域π体系中电子的移动。环流 是芳香性化合物中磁场大范围各向异性的结果。这个诱发的环 流引起了与环垂直的局部磁场，其方向与外加磁场方向相反。 所以处于芳香环平面上、下方的核，感受到与外加磁场相反的 磁场（屏蔽区），并出现在NMR波谱中的较高场处（化学位移 δ值较小）；而在环平面中的核，即直接和环相连的原子，感受 到与外加磁场同向的磁场（去屏蔽区），出现在NMR波谱中的 较低场处（化学位移δ值较大） 。 这种化学位移的出现，可以作为芳香性的证据，但这不是绝 对的判据！
强调：n不是环上碳的原子数)； • 共面的原子均为sp2或sp杂化，环上π电子能够发生
化学基础英文4_aromaticity芳香族化合物
For comparison, reactions of cyclohexene, a typical alkene, with these reagents are also shown. As experimental evidence for a wide assortment of compounds was acquired, those incorporating this exceptionally stable six-carbon core came to be called "aromatic".
If benzene is forced to react by increasing the temperature and/or by addition of a catalyst, It undergoes substitution reactions rather than the addition reactions that are typical of alkenes. This further confirms the previous indication that the sixcarbon benzene core is unusually stable to chemical modification.
In practice, 1,3-cyclohexadiene is slightly more stable than expected, by about 2 kcal, presumably due to conjugation of the double bonds. Benzene, however, is an extraordinary 36 kcal/mole more stable than expected. This sort of stability enhancement is now accepted as a characteristic of all aromatic compounds.
chapter 4 aromatic compounds 2
COOH
CH(CH3)2
chapter 3
COOH
29
C(CH3)3
KMnO4( H 或 OH )
+
(无 α -H )
chapter 3
30
五、Orienting Rule 1. 一元取代苯的亲电取代定位规律 2. 二元取代苯的亲电取代定位规律 3. 定位规律的应用 4. 定位规律的解释
chapter 3
8
CH3
1,2,41,2,4-三甲苯 偏三甲苯) (偏三甲苯)
chapter 3
•芳基(aryl,Ar) 芳基(aryl,Ar) 芳基
CH3 CH2
苯基
苄基
邻甲苯基
O-methylphenyl
Phenyl or Ph- benzyl
chapter 3
9
＊The following names for monocyclic substituted aromatic hydrocarbons are retained.
( 溴 邻)
+ HCl
( HBr )
chapter 3
12
CH3 + Cl2 FeCl3 Fe
CH3 Cl +
CH3
Cl
邻氯甲苯 对氯甲苯 58%） 42%） 42%） （58%）
chapter 3
13
CH3
Cl2
h ν
CH2Cl
Cl2
h ν
CHCl2
Cl2
h ν
CCl3
或
或
或
苯氯甲烷
苯二氯甲烷
+
+ +
2H2SO 4
SO 3 + H3 O + HSO 4
第六章-芳香性PPT课件
成键轨道
Aromaticity and Huckel’s Rule
苯是芳香性的
6
Aromaticity and Huckel’s Rule
Other member rings
-2 -1 0 1 2
环辛四烯是非芳香性的
8
1．小环芳香结构
（1）环丙烯正离子 环丙烯体系有一成键轨道 和一对反键轨道，环丙烯正离子的2个电子占据成 键轨道，其碳-碳键长都是0.140nm，π电子及正 电荷离域于三元环共轭体系中，是芳香性的。
H
HH HH
有两对氢原子会发生相互作用，共 芳香稳定性不明显
[18] - 轮烯
H
H
H
H
H
H
- 3.0 ppm 9 ppm
H
有芳香性
[22] - 轮烯已被合成，有芳香性。 [26] - 轮烯为平面的，有芳香性， [30] - 轮烯是非平面的，没有芳香性。
（4）同芳香性
同芳香性是指越过一个或几个饱和碳原子形成的稳定的环状 共轭体系。
Cl
2LiCl H
Li
(3) 环辛四烯双负离子
环辛四烯与金属钠形成环辛四烯双负离子，有10 个π电子，符合Hückel规则, 有芳香性。
2e
3．大环芳香结构
轮烯（annulene）是一类单键与双键交替的环 状多烯烃类。 命名或书写时通常是把成环碳原子数置于词前并 定在方括弧内，例如苯可以看作是[6]轮烯，环辛 四烯是[8]轮烯，但一般是把较大的环称作轮烯。 这类化合物如果是在一个平面上并含有4n+2π电 子的应具有芳香性。
H
H
H
H
+
+
H
H
H Cl
Aromaticity and Huckel’s Rule
苯是芳香性的
6
Aromaticity and Huckel’s Rule
Other member rings
-2 -1 0 1 2
环辛四烯是非芳香性的
8
1．小环芳香结构
（1）环丙烯正离子 环丙烯体系有一成键轨道 和一对反键轨道，环丙烯正离子的2个电子占据成 键轨道，其碳-碳键长都是0.140nm，π电子及正 电荷离域于三元环共轭体系中，是芳香性的。
H
HH HH
有两对氢原子会发生相互作用，共 芳香稳定性不明显
[18] - 轮烯
H
H
H
H
H
H
- 3.0 ppm 9 ppm
H
有芳香性
[22] - 轮烯已被合成，有芳香性。 [26] - 轮烯为平面的，有芳香性， [30] - 轮烯是非平面的，没有芳香性。
（4）同芳香性
同芳香性是指越过一个或几个饱和碳原子形成的稳定的环状 共轭体系。
Cl
2LiCl H
Li
(3) 环辛四烯双负离子
环辛四烯与金属钠形成环辛四烯双负离子，有10 个π电子，符合Hückel规则, 有芳香性。
2e
3．大环芳香结构
轮烯（annulene）是一类单键与双键交替的环 状多烯烃类。 命名或书写时通常是把成环碳原子数置于词前并 定在方括弧内，例如苯可以看作是[6]轮烯，环辛 四烯是[8]轮烯，但一般是把较大的环称作轮烯。 这类化合物如果是在一个平面上并含有4n+2π电 子的应具有芳香性。
H
H
H
H
+
+
H
H
H Cl
第6章芳香烃
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3
1，2-二苯 ， 二苯 邻二甲苯
1，3-二甲苯 ， 二甲苯 间二甲苯
CH3
1，4-二甲苯 ， 二甲苯 对二甲苯
CH3 CH3 CH3
1，2，3-三甲苯 ， ， 三甲苯 连三甲苯
CH3 CH3 CH3
CH3
CH3
CH3
1，2，4-三甲苯 ， ， 三甲苯 偏三甲苯
1，3，5-三甲苯 ， ， 三甲苯 均三甲苯 Organic Chem
特性
却不加成， 却不加成，氧化 区别于脂肪族 化合物 另归一类 易发生取代
特殊稳定性 后来发现——都是苯及其衍生物 后来发现 都是
用分子轨道研究其结构 本质：平面环状结构， 本质：平面环状结构，环上具有由4n+2个p电子 个 电子
组成的电子环流
不含苯环， 不含苯环，而且有上述结构特点和性质
非苯芳烃
Organic Chem
sp2
0 12
o
H
H H
H
六个p原子轨道线性组合成分子轨道： 六个 原子轨道线性组合成分子轨道： 原子轨道线性组合成分子轨道 Ψ6=0.408（-φ1+φ2-φ3+φ4-φ5+φ6） （ Ψ5=0.500（φ2-φ3+φ5-φ6） （ Ψ4=0.289（-2φ1+φ2+φ3-2φ4+φ5+φ6） （ Ψ3=0.289（2φ1+φ2-φ3-2φ4-φ5+φ6） （ Ψ2=0.500（φ2+φ3-φ5-φ6） （ Ψ1=0.408（φ1+φ2+φ3+φ4+φ5+φ6） （
芳香烃及芳香性
有机化学中英文命名PPT课件
17
烷基的系统命名法适用于各种情况，它的命名方法是：将失去 氢原子的碳定位为1，从它出发，选一个最长的链为烷基的主链，从 1位碳开始，依次编号，不在主链上的基团均作为主链的取代基处理。 写名称时，将主链上的取代基的编号和名称写在主链名称前面。例 如：下面的烷基从1号碳出发，有三个编号的方向，选碳原子数最多 的方向编号，该碳链为烷基的主链，称为丁基（butyl），在该主链 的1位碳上有两个取代基：甲基、乙基。所以该烷基的名称为1−甲基 −1−乙基丁基。
CH3
4 3 21
CH3CH2CH2C CH2CH3
18
（iii）顺序规则 有机化合物中的各种基团可以按一定的规则来排列先后次序，这个规则称
为顺序规则（cahn−lngold−prelog sequence），其主要内容如下： ① 将单原子取代基按原子序数（atomic number）大小排列，原子序数大的顺 序在前，原子序数小的顺序在后，有机化合物中常见的元素顺序如下：
（二）有机化合物的命名
1
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总体概述
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2
有机化合物种类繁多，数目庞大，即使同一分子式，也有不同的异 构体，若没有一个完整的命名（nomenclature）方法来区分各个化 合物，在文献中会造成极大的混乱，因此认真学习每一类化合物的 命名是有机化学的一项重要内容。现在书籍、期刊中经常使用普通 命名法和国际纯粹与应用化学联合会（International Union of Pure and Applied Chemistry）命名法, 后者简称IUPAC命名法。
202054一链烷烃的命名二环烷烃的命名三烯烃和炔烃的命名四芳香烃的命名五烃衍生物的系统命名六烃衍生物的普通命名七有机金属化合物的命名八杂环化合物的命名九糖的命名十氨基酸和多肽的命名202054系统命名法1直链链烷烃的命名2支链链烷烃的命名碳原子的级ii烷基的名称iii顺序规则iv名称的基本格式命名原则和命名步骤2普通命名法俗名202054系统命名法1直链烷烃的命名直链烷烃nalkanes的名称用碳原子数烷来表示
烷基的系统命名法适用于各种情况，它的命名方法是：将失去 氢原子的碳定位为1，从它出发，选一个最长的链为烷基的主链，从 1位碳开始，依次编号，不在主链上的基团均作为主链的取代基处理。 写名称时，将主链上的取代基的编号和名称写在主链名称前面。例 如：下面的烷基从1号碳出发，有三个编号的方向，选碳原子数最多 的方向编号，该碳链为烷基的主链，称为丁基（butyl），在该主链 的1位碳上有两个取代基：甲基、乙基。所以该烷基的名称为1−甲基 −1−乙基丁基。
CH3
4 3 21
CH3CH2CH2C CH2CH3
18
（iii）顺序规则 有机化合物中的各种基团可以按一定的规则来排列先后次序，这个规则称
为顺序规则（cahn−lngold−prelog sequence），其主要内容如下： ① 将单原子取代基按原子序数（atomic number）大小排列，原子序数大的顺 序在前，原子序数小的顺序在后，有机化合物中常见的元素顺序如下：
（二）有机化合物的命名
1
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2
有机化合物种类繁多，数目庞大，即使同一分子式，也有不同的异 构体，若没有一个完整的命名（nomenclature）方法来区分各个化 合物，在文献中会造成极大的混乱，因此认真学习每一类化合物的 命名是有机化学的一项重要内容。现在书籍、期刊中经常使用普通 命名法和国际纯粹与应用化学联合会（International Union of Pure and Applied Chemistry）命名法, 后者简称IUPAC命名法。
202054一链烷烃的命名二环烷烃的命名三烯烃和炔烃的命名四芳香烃的命名五烃衍生物的系统命名六烃衍生物的普通命名七有机金属化合物的命名八杂环化合物的命名九糖的命名十氨基酸和多肽的命名202054系统命名法1直链链烷烃的命名2支链链烷烃的命名碳原子的级ii烷基的名称iii顺序规则iv名称的基本格式命名原则和命名步骤2普通命名法俗名202054系统命名法1直链烷烃的命名直链烷烃nalkanes的名称用碳原子数烷来表示
有机化学 芳香化合物
C C C C C C 4个双键： C C C C C C C C C C C C C C C C C C 2双1叁： C C C C C C C C C C C C C C C C C C
C C C C C C 2个叁键： C C C C C C C C C C C C C C C C C C
易加成，取代不符
2013-9-21
1,2-二苯基乙烷 1,2-diphenylethane
《有机化学》第六章 芳香化合物 11
2. Nomenclature
2.2 多取代苯 一般以苯环为作母体，有时以简单鉴定化合物为母体
CH2CH3 CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2
CH(CH3)2
C 2H 5
2-乙基-1-丙基-4-丁基苯 4-butyl-2-ethyl-1-propyl benzene
Organic Chemistry
第六章 芳香化合物
Chapter 6 Aromatic hydrocarbons
1. Structure and stability of benzene
1.1 Structure of benzene
1825: 法拉第 (Michael Faraday)从鲸油热解产生的可燃气体中首次分 离到苯，测定了其 C:H = 1:1，法拉第把它叫碳化氢 1833: 人们测出苯的分子式为 C6H6 发现苯不易加成, 易取代, 一取代物1种, 二取代物3种 分子式 C6H6，不饱和度4 如果开链：
亲电试剂
NO2 + O N O Slow H
-H+
NO2
常用硝化剂: CH3COONO2, HNO3+H2SO4
2013-9-21 《有lfonation
C C C C C C 2个叁键： C C C C C C C C C C C C C C C C C C
易加成，取代不符
2013-9-21
1,2-二苯基乙烷 1,2-diphenylethane
《有机化学》第六章 芳香化合物 11
2. Nomenclature
2.2 多取代苯 一般以苯环为作母体，有时以简单鉴定化合物为母体
CH2CH3 CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2
CH(CH3)2
C 2H 5
2-乙基-1-丙基-4-丁基苯 4-butyl-2-ethyl-1-propyl benzene
Organic Chemistry
第六章 芳香化合物
Chapter 6 Aromatic hydrocarbons
1. Structure and stability of benzene
1.1 Structure of benzene
1825: 法拉第 (Michael Faraday)从鲸油热解产生的可燃气体中首次分 离到苯，测定了其 C:H = 1:1，法拉第把它叫碳化氢 1833: 人们测出苯的分子式为 C6H6 发现苯不易加成, 易取代, 一取代物1种, 二取代物3种 分子式 C6H6，不饱和度4 如果开链：
亲电试剂
NO2 + O N O Slow H
-H+
NO2
常用硝化剂: CH3COONO2, HNO3+H2SO4
2013-9-21 《有lfonation
有机化学课件Chapter 4 Aromatic Compounds
HO O C O C CH3 O
aspirin
4.2 A highly unsaturated compared with hexane C6H12
▪ It does not undergo addition reactions.
▪ Benzene reacts with bromine, in the
▪ Grasp: Aromaticity, Hückel’s Rule, Nomenclature, Electrophilic Aromatic Substitution,
▪ Interpretation of Rate Effects and Directing Effects, Reactions of Side Chains: Free-Radical, Halogenation and Oxidation.
presence of iron bromide as a catalyst, to give a single monosubstituted product,
C6H5Br.
H +Br2 FeBr3
Br +H Br
4.2 Aromaticity
▪ Kekule’s Concept of Benzene
▪ Reactions of Side Chains: Free-Radical Halogenation and Oxidation.
4.1 Substituted Benzene Compounds
▪ Aromatic means “fragrant” ▪ Some fragrant compounds contain benzene
▪ In 1865,a German chemist,August Kekule
aspirin
4.2 A highly unsaturated compared with hexane C6H12
▪ It does not undergo addition reactions.
▪ Benzene reacts with bromine, in the
▪ Grasp: Aromaticity, Hückel’s Rule, Nomenclature, Electrophilic Aromatic Substitution,
▪ Interpretation of Rate Effects and Directing Effects, Reactions of Side Chains: Free-Radical, Halogenation and Oxidation.
presence of iron bromide as a catalyst, to give a single monosubstituted product,
C6H5Br.
H +Br2 FeBr3
Br +H Br
4.2 Aromaticity
▪ Kekule’s Concept of Benzene
▪ Reactions of Side Chains: Free-Radical Halogenation and Oxidation.
4.1 Substituted Benzene Compounds
▪ Aromatic means “fragrant” ▪ Some fragrant compounds contain benzene
▪ In 1865,a German chemist,August Kekule
有机化学-陆阳主编8版-第六章-芳香烃Chapter-6-Aromatic-compounds
1）邻、对位定位基，又称第一类定位基。
-O - ,-NH2,-OH，-OR, -NH-CO-CH3, -OCOR,
强致活基
中等致活基
-CH3
–C5H6， -X
Y + HZ
Substituted product
6.1.4 Chemical properties 化学性质
6.1.4.1 Electrophilic Substitution 芳香亲电取代反应
6.1.4.2 Reactions of the side chain 侧链的反应
6.1.4.1 Electrophilic Substitution 亲电取代反应
① 一烃基苯 ② 二烃基苯 ③ 三烃基苯 等
6.1.2.1 Isomerization 异构 一烃基苯只有一种，没有异构体(侧链异构除外)。
CH3
甲苯toluene
CH CH3 CH3
异丙苯
isopropylbenzene
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
Cl2, hv
CH2Cl
CH(CH3)2 Cl2, hv
C(CH3)2Cl
Content
6.1 Benzene & Homologues:苯及其同系物
6.1.1 Structure 结构 6.1.2 Nomenclature 命名 6.1.3 Physical properties 物理性质 6.1.4 Chemical properties 化学性质
3 H2 cat.
Benzene
Calculated 推算得出 Experimental
显然苯环比预计的己三烯的稳定性高的多，即Kekulé结构式不能表示真实的苯环结构。
-O - ,-NH2,-OH，-OR, -NH-CO-CH3, -OCOR,
强致活基
中等致活基
-CH3
–C5H6， -X
Y + HZ
Substituted product
6.1.4 Chemical properties 化学性质
6.1.4.1 Electrophilic Substitution 芳香亲电取代反应
6.1.4.2 Reactions of the side chain 侧链的反应
6.1.4.1 Electrophilic Substitution 亲电取代反应
① 一烃基苯 ② 二烃基苯 ③ 三烃基苯 等
6.1.2.1 Isomerization 异构 一烃基苯只有一种，没有异构体(侧链异构除外)。
CH3
甲苯toluene
CH CH3 CH3
异丙苯
isopropylbenzene
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
Cl2, hv
CH2Cl
CH(CH3)2 Cl2, hv
C(CH3)2Cl
Content
6.1 Benzene & Homologues:苯及其同系物
6.1.1 Structure 结构 6.1.2 Nomenclature 命名 6.1.3 Physical properties 物理性质 6.1.4 Chemical properties 化学性质
3 H2 cat.
Benzene
Calculated 推算得出 Experimental
显然苯环比预计的己三烯的稳定性高的多，即Kekulé结构式不能表示真实的苯环结构。
有机化学PPT04aromatics绪 论课件
有些芳香族类药物难溶于水，常通过磺化 反应在分子中引进磺酸基，增强其水溶性。
19 南京医科大学康达学院化学教研室 有机化学
4. 烷基化和*酰基化反应
＋ CH3CH2Br
AlCl3 85oC
C2H5 ＋ H－Br
O ＋ CH3C－Cl
① AlCl3 80oC
② H3O+
O C CH3 ＋ HCl
乙酰氯
H
H
H
120o
120o
H
H
120o
H
1、所有原子共平面；2、形成环状大π键；
3、碳碳键长全相等;
4 南京医科大学康达学院化学教研室 有机化学
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。
5 南京医科大学康达学院化学教研室 有机化学
二、苯及其同系物的命名
1. 以苯作母体，将其它烃基作为取代基
具有三个相同烃基的取代苯也有三种异构体。如:
CH3 CH3
CH3
连-三甲苯 1,2,3-三甲苯
CH3 CH3
CH3
偏-三甲苯 1,2,4-三甲苯
CH3
H 3C
CH3
均-三甲苯 1,3,5-三甲苯
8 南京医科大学康达学院化学教研室 有机化学
多烷基取代时，按“优先基团”后列出的原则， 将小基团定为1-位，并以位号总和最小为原则来命 名。
H 3 C C H 3
C H 3
C H
甲苯
异丙苯
6 南京医科大学康达学院化学教研室 有机化学
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
邻-二甲苯 1,2-二甲苯
19 南京医科大学康达学院化学教研室 有机化学
4. 烷基化和*酰基化反应
＋ CH3CH2Br
AlCl3 85oC
C2H5 ＋ H－Br
O ＋ CH3C－Cl
① AlCl3 80oC
② H3O+
O C CH3 ＋ HCl
乙酰氯
H
H
H
120o
120o
H
H
120o
H
1、所有原子共平面；2、形成环状大π键；
3、碳碳键长全相等;
4 南京医科大学康达学院化学教研室 有机化学
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。
5 南京医科大学康达学院化学教研室 有机化学
二、苯及其同系物的命名
1. 以苯作母体，将其它烃基作为取代基
具有三个相同烃基的取代苯也有三种异构体。如:
CH3 CH3
CH3
连-三甲苯 1,2,3-三甲苯
CH3 CH3
CH3
偏-三甲苯 1,2,4-三甲苯
CH3
H 3C
CH3
均-三甲苯 1,3,5-三甲苯
8 南京医科大学康达学院化学教研室 有机化学
多烷基取代时，按“优先基团”后列出的原则， 将小基团定为1-位，并以位号总和最小为原则来命 名。
H 3 C C H 3
C H 3
C H
甲苯
异丙苯
6 南京医科大学康达学院化学教研室 有机化学
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
邻-二甲苯 1,2-二甲苯
芳香性PPT课件
第四章 有机化合物的芳香性
2
五. Y芳香性 六. 方克酸类 七. 二茂铁类物质 八. 有机化学中的应用
1.亲核取代反应 2.偶极距 3.酸碱性
第四章 有机化合物的芳香性
3
·
下列物质是否具有芳香性？
4
芳香性 (Aromaticity)
“芳香”最初是指从天然香树脂、香 精油中提取的物质，具有特殊的芳香 气味，而且具有特殊的性质，后来将 这种特殊的性质叫做芳香性，而具有 芳香性的化合物通称为芳香化合物。
H 吸热反应
Br 放热反应
反同芳结构
4.9 在有机化学中的应用
30
31
第四章 作业答案及课堂测试
32
第四章作业
根据 Hückel规则判断下列各化合物是否具有芳香性。
作业
＝
33
第四章作业答案
1、具有芳香性。可写成由环庚三烯正离子和环戊二烯负离子及 其相应的共振结构式组成，符合Hückel 规则。 2、无芳香性。其中一个具sp3杂化的碳原子阻碍了首尾p轨是从侧 面交盖，不能形成共轭体系。 3、无芳香性。 4、无芳香性。 5、具有芳香性。6个π电子的平面闭合的环状共轭体系，符合 规则。 6、 12个π电子,无芳香性。 7、无芳香性。不是共轭体系。 8、具有芳香性。单环平面封闭共轭体系中有14个π电子，符合 规则。叁键中只有两个p电子参与共轭体系。 9、无芳香性。不是共轭体系。
胍是较强的碱，因为它的共轭酸是具有 芳香性结构的物质。
HN
NH2 C
H+
NH2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
NH2
+C
H2N
NH2
+ NH2
C
H2N
NH2
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H H
C2H5OH
H
H
H
H
H
HH
9.5.2 Addition Reaction 加成反应
Cl2, hv
Cl H Cl H
H Cl
H Cl
Cl H H Cl
Cl Cl Cl
Cl Cl
Cl
－异构体 杀虫效果最好
Cl Cl C l
Cl
C l Cl
最稳定的异构体
六六六 C6H6Cl6
9.5.3 Reactions of the side chain 侧链的反应
9.1 Structure
9.1.1 Molecular structure 9.1.2 Aromaticlty 9.1.3 Explanation
9.1.1 Molecular structure 分子结构
1.09 Å
H
H
H
120o
1.39 Å
120o
H
H
H
A planer and symmetric molecule
9.2.1 Classification 9.2.2 Isomerization 9.2.3 Nomenclature
9.2.1 Classification 分类
根据芳环的个数
单环芳烃
多环芳烃
根据芳环连接的方式
H
联苯
多苯代脂肪烃
8
1
9
7
2
6
3
10
5
4
稠环芳烃
9.2.2 Isomerization 异构
取代产物有芳香性
E
Nu E E+
H Nu E
Nu
加成产物无芳香性
Free energy
H Y +Z
+Y Z
Progress of the reaction
Y
Z
Addition product
Y + HZ
Addition product
9.4.1 Electrophilic Substitution 亲电取代反应
E H
Cl
E H
其它解释方法：
电荷密度的计算结果：
NBO calculation
9.4.3 Application
（一）反应条件及取代程度的确定
多硝化反应
HNO3/H2SO4 550C
NO2
HNO3/H2SO4
950C
NO2 NO2
O2N
NO2
NO2
硝基苯可作为溶剂 F-C烷基化、酰基化反应
HNO3/H2SO4 1100C
R、X、NO2、NO视为取代基
Br
NO
乙（基）苯
溴苯
亚硝基苯
其它基团与苯环一同视为苯的衍生物
-NH2 氨基 苯胺
-OH 羟基
-CHO -COR -SO3H -COOH 酰基 酰基 磺酸基 羧基
苯酚 苯甲醛 苯某酮 苯磺酸 苯甲酸
2、多取代衍生物 情况一：只有X、R、NO2、NO这几种取代基
关键：以“苯”为母 体
9.1.2 Aromaticity 芳香性
H2 cat.
3 H2 cat.
Cyclohexatriene hypothetical
3 H2 cat.
Benzene
Experimental Calculated
Experimental
9.1.3 Explanation
1, Valence Bond Theory 价 as E+
2 Sulfonation
反应可逆 稀酸加热下可脱去
“保护基团”
(D) Friedel-Crafts 反应
R + 或 RCO+ as E+
1 Formation of ＋R or RCO+
催化剂用量（烷基化试剂、酰基化试剂）
2 Friedel-Crafts reaction
HO CHO
NH2
2-氨基-5-羟基苯甲醛
OH
COOH
3-羟基苯甲酸
Br HO
NH2
3-氨基-5-溴苯酚
9.3 Spectrum Data & Physical Properties
9.3.1 Spectrum data 9.3.2 Physical properties
9.3.1 Spectrum data
AlCl3, CuCl + CO + HCl
CHO + H2O
亲电试剂的形成：
AlCl3 CO + HCl
O HC+
AlCl4-
9.4.2 Orientation
与未取代的苯环比较
硝化
卤化
磺化
快 CH3 o-, p- 快 o-, p- 快 o-, p-
慢 NO2
m-
慢 m- 慢 m-
Cl
慢 o-, p- 慢 o-, p- 慢 o-, p-
9.5.1 Reduction
(A) Catalytic Hydrogenation 催化加氢
CH2CH3 + 3 H2
Ni, 1750C 180 atm
CH2CH3
如果结构中有C=C或CC，则先还原C=C、CC
(B) Birch Reduction
反应：
Na
NH3(l) + C2H5OH
CH3
（1）不可违背定位原则
Cl NO2
Cl
（2）钝化基团尽可能晚引入
Cl NO2
（3）基团修饰 （4）基团保护
COOH NO2
CH3 NH2
NO 2 C(CH3)3
COCH3
CH3
9.5 Other Chemical Reactions of Substituted Benzene
9.5.1 Reduction 9.5.2 Addition Reaction 9.5.3 Reactions of the side chain
有机化学Organic Chemistry 中英文课堂
Tsinghua University
Aromatic compounds 芳香化合物
Content
9.1 Structure 9.2 Classification, Nomenclature and Isomerization 9.3 Spectrum Data & Physical Properties 9.4 Electrophilic Substitution of Substituted Benzene 9.5 Other Chemical Reactions of Substituted Benzene 9.6 Aryl Halides 9.7 Polycylic Aromatic Hydrocarbons 9.8 Aromaticity 9.9 Preparation of Alkyl Halides
爆炸下限%(V/V)： 1.2
溶解性： 不溶于水，溶于醇、醚、丙酮等多数有机溶剂。
苯甲位
CH2
富含电子的区域
加氢 亲电
加成？取代？
9.4 Electrophilic Substitution of Substituted Benzene
9.4.1 Electrophilic Substitution 9.4.2 Orientation 9.4.3 Application
+ E+ electrophile
加合物 与电子云形成微弱作用
H
slow
E
E
-complex
s -complex
E + H+
中间体碳 正离子
加成－消除机理
Free energy
H Y +Z
+Y Z
Progress of the reaction
Y
Z
Addition product
Y + HZ
Addition product
O 重排
多取代
(E) 氯甲基化反应和Gattermann 反应
氯甲基化反应：
O + HCH + HCl
anhy drou s Zn Cl2
600C
CH2OH
HCl
亲电试剂的形成：
CH2Cl + H2O
活泼
O HCH + HCl
+OH HCH Cl-
OH Cl-
HCH
Gattermann-Koch反应：
Na
CH3
NH3(l) + C2H5OH
注意：1、若取代基有与苯环共轭的双键，Birch还原先发生于双键 2、不与苯环共轭的双键不能发生Birch还原。
反应过程：
Na + NH3
H
H
H
H
H
H
Na+ + e-(NH3)
e-(NH3)
H
H
H C2H5OH
H
H
H
H
H
H
H
H
HH
e-(NH3)
H H
H H
H H
CH3 E
o-
H
CH3
p-
HE
CH3
mE H
CH3 E H
CH3
HE CH3 E H
致活：给电子基团 邻对位定位：
CH3 E H
CH3 E H
CH3
CH3
HE CH3 E H
HE
CH3
E H
第二类；致钝的间位定位基
NO 2
E
o-
H
C2H5OH
H
H
H
H
H
HH
9.5.2 Addition Reaction 加成反应
Cl2, hv
Cl H Cl H
H Cl
H Cl
Cl H H Cl
Cl Cl Cl
Cl Cl
Cl
－异构体 杀虫效果最好
Cl Cl C l
Cl
C l Cl
最稳定的异构体
六六六 C6H6Cl6
9.5.3 Reactions of the side chain 侧链的反应
9.1 Structure
9.1.1 Molecular structure 9.1.2 Aromaticlty 9.1.3 Explanation
9.1.1 Molecular structure 分子结构
1.09 Å
H
H
H
120o
1.39 Å
120o
H
H
H
A planer and symmetric molecule
9.2.1 Classification 9.2.2 Isomerization 9.2.3 Nomenclature
9.2.1 Classification 分类
根据芳环的个数
单环芳烃
多环芳烃
根据芳环连接的方式
H
联苯
多苯代脂肪烃
8
1
9
7
2
6
3
10
5
4
稠环芳烃
9.2.2 Isomerization 异构
取代产物有芳香性
E
Nu E E+
H Nu E
Nu
加成产物无芳香性
Free energy
H Y +Z
+Y Z
Progress of the reaction
Y
Z
Addition product
Y + HZ
Addition product
9.4.1 Electrophilic Substitution 亲电取代反应
E H
Cl
E H
其它解释方法：
电荷密度的计算结果：
NBO calculation
9.4.3 Application
（一）反应条件及取代程度的确定
多硝化反应
HNO3/H2SO4 550C
NO2
HNO3/H2SO4
950C
NO2 NO2
O2N
NO2
NO2
硝基苯可作为溶剂 F-C烷基化、酰基化反应
HNO3/H2SO4 1100C
R、X、NO2、NO视为取代基
Br
NO
乙（基）苯
溴苯
亚硝基苯
其它基团与苯环一同视为苯的衍生物
-NH2 氨基 苯胺
-OH 羟基
-CHO -COR -SO3H -COOH 酰基 酰基 磺酸基 羧基
苯酚 苯甲醛 苯某酮 苯磺酸 苯甲酸
2、多取代衍生物 情况一：只有X、R、NO2、NO这几种取代基
关键：以“苯”为母 体
9.1.2 Aromaticity 芳香性
H2 cat.
3 H2 cat.
Cyclohexatriene hypothetical
3 H2 cat.
Benzene
Experimental Calculated
Experimental
9.1.3 Explanation
1, Valence Bond Theory 价 as E+
2 Sulfonation
反应可逆 稀酸加热下可脱去
“保护基团”
(D) Friedel-Crafts 反应
R + 或 RCO+ as E+
1 Formation of ＋R or RCO+
催化剂用量（烷基化试剂、酰基化试剂）
2 Friedel-Crafts reaction
HO CHO
NH2
2-氨基-5-羟基苯甲醛
OH
COOH
3-羟基苯甲酸
Br HO
NH2
3-氨基-5-溴苯酚
9.3 Spectrum Data & Physical Properties
9.3.1 Spectrum data 9.3.2 Physical properties
9.3.1 Spectrum data
AlCl3, CuCl + CO + HCl
CHO + H2O
亲电试剂的形成：
AlCl3 CO + HCl
O HC+
AlCl4-
9.4.2 Orientation
与未取代的苯环比较
硝化
卤化
磺化
快 CH3 o-, p- 快 o-, p- 快 o-, p-
慢 NO2
m-
慢 m- 慢 m-
Cl
慢 o-, p- 慢 o-, p- 慢 o-, p-
9.5.1 Reduction
(A) Catalytic Hydrogenation 催化加氢
CH2CH3 + 3 H2
Ni, 1750C 180 atm
CH2CH3
如果结构中有C=C或CC，则先还原C=C、CC
(B) Birch Reduction
反应：
Na
NH3(l) + C2H5OH
CH3
（1）不可违背定位原则
Cl NO2
Cl
（2）钝化基团尽可能晚引入
Cl NO2
（3）基团修饰 （4）基团保护
COOH NO2
CH3 NH2
NO 2 C(CH3)3
COCH3
CH3
9.5 Other Chemical Reactions of Substituted Benzene
9.5.1 Reduction 9.5.2 Addition Reaction 9.5.3 Reactions of the side chain
有机化学Organic Chemistry 中英文课堂
Tsinghua University
Aromatic compounds 芳香化合物
Content
9.1 Structure 9.2 Classification, Nomenclature and Isomerization 9.3 Spectrum Data & Physical Properties 9.4 Electrophilic Substitution of Substituted Benzene 9.5 Other Chemical Reactions of Substituted Benzene 9.6 Aryl Halides 9.7 Polycylic Aromatic Hydrocarbons 9.8 Aromaticity 9.9 Preparation of Alkyl Halides
爆炸下限%(V/V)： 1.2
溶解性： 不溶于水，溶于醇、醚、丙酮等多数有机溶剂。
苯甲位
CH2
富含电子的区域
加氢 亲电
加成？取代？
9.4 Electrophilic Substitution of Substituted Benzene
9.4.1 Electrophilic Substitution 9.4.2 Orientation 9.4.3 Application
+ E+ electrophile
加合物 与电子云形成微弱作用
H
slow
E
E
-complex
s -complex
E + H+
中间体碳 正离子
加成－消除机理
Free energy
H Y +Z
+Y Z
Progress of the reaction
Y
Z
Addition product
Y + HZ
Addition product
O 重排
多取代
(E) 氯甲基化反应和Gattermann 反应
氯甲基化反应：
O + HCH + HCl
anhy drou s Zn Cl2
600C
CH2OH
HCl
亲电试剂的形成：
CH2Cl + H2O
活泼
O HCH + HCl
+OH HCH Cl-
OH Cl-
HCH
Gattermann-Koch反应：
Na
CH3
NH3(l) + C2H5OH
注意：1、若取代基有与苯环共轭的双键，Birch还原先发生于双键 2、不与苯环共轭的双键不能发生Birch还原。
反应过程：
Na + NH3
H
H
H
H
H
H
Na+ + e-(NH3)
e-(NH3)
H
H
H C2H5OH
H
H
H
H
H
H
H
H
HH
e-(NH3)
H H
H H
H H
CH3 E
o-
H
CH3
p-
HE
CH3
mE H
CH3 E H
CH3
HE CH3 E H
致活：给电子基团 邻对位定位：
CH3 E H
CH3 E H
CH3
CH3
HE CH3 E H
HE
CH3
E H
第二类；致钝的间位定位基
NO 2
E
o-
H