有机化学第八章芳烃汇总
芳烃类化合物
芳烃类化合物芳烃是一类含有苯环结构的有机化合物，由于其分子结构的稳定性和广泛的应用，成为有机化学中的重要研究对象。
根据其分子结构和化学性质，芳烃可以分为单环芳烃、多环芳烃和杂环芳烃三类。
一、单环芳烃单环芳烃是指分子中只含有一个苯环结构的化合物，最简单的单环芳烃是苯。
苯分子中有六个碳原子和六个氢原子，呈六角形排列，每个碳原子上都有一个氢原子。
苯分子中的碳原子上有三个π电子，形成了一个共轭体系，使得苯分子具有很强的稳定性和反应活性。
苯可以发生加成反应、取代反应、氧化反应等多种反应，是有机合成中的重要原料。
二、多环芳烃多环芳烃是指分子中含有两个或两个以上苯环结构的化合物，最简单的多环芳烃是萘。
萘分子中有两个苯环结构，呈平面排列，分子中有十个碳原子和八个氢原子。
多环芳烃的稳定性和反应活性与单环芳烃相似，但由于分子结构的复杂性，多环芳烃的反应性更加多样化。
多环芳烃广泛存在于煤焦油、石油和煤矿等自然资源中，是环境污染和健康危害的重要来源。
三、杂环芳烃杂环芳烃是指分子中含有苯环结构以外的杂原子（如氮、氧、硫等）的化合物，最简单的杂环芳烃是吡啶。
吡啶分子中有一个苯环结构和一个氮原子，呈平面排列，分子中有五个碳原子和五个氢原子。
杂环芳烃的分子结构和化学性质与单环芳烃和多环芳烃有所不同，但同样具有广泛的应用价值。
杂环芳烃广泛存在于天然产物和药物中，是有机合成和药物研究中的重要原料。
总之，芳烃类化合物是有机化学中的重要研究对象，其分子结构和化学性质的多样性使得其具有广泛的应用价值。
在未来的研究中，我们需要深入探究芳烃类化合物的结构和性质，开发新的合成方法和应用领域，为人类的生产和生活带来更多的福利。
大学芳烃知识点总结
大学芳烃知识点总结一、芳烃的结构芳烃是一类含有苯环结构的碳氢化合物，其分子结构可以使用分子式(CnH2n-6)表示。
若n=6，则为苯，苯是最简单的芳香烃。
芳烃的分子结构稳定，具有特殊的共振结构。
在芳烃分子中，每个碳原子都与邻近的碳原子形成σ键，同时其中的3个sp2杂化碳原子上还存在一个与此共面的π键，形成单独的共轭环结构。
二、芳烃的性质1. 燃烧性能：芳烃在空气中燃烧时，产生的热量非常大，燃烧完全时生成的气体中只有水和二氧化碳。
因此具有高热值和热稳定性。
2. 溶解性：芳烃在非极性溶剂中溶解度较高，但在极性溶剂中溶解度较低。
这是因为芳烃分子中存在苯环结构，是由于共轭结构形成了大量的π键，因此芳烃分子呈现非极性特性。
3. 化学反应：芳烃具有很强的亲电性，与强亲电试剂发生亲电取代反应。
在苯环中存在的共轭结构会进一步增强芳烃的亲电性。
除此之外，芳烃还可以发生加成反应、氢化、氧化、取代、芳香核聚合等化学反应。
三、芳烃的制备1. 从石油中提炼：芳烃是石油加工过程中的重要产品之一。
石油中含有大量的芳烃类物质，通过裂化、裂解、加氢处理等工艺流程，可以从石油中提取得到芳烃。
2. 有机合成：芳烃可以通过有机合成的方法进行制备。
常见的合成方法包括芳基烷基化、芳基取代反应、芳基硝化和还原等。
3. 光照反应：一些有机化合物在光照条件下会发生光敏反应，而芳烃类物质对光敏反应具有一定的敏感性，通过光照反应也可以制备芳烃。
四、芳烃的应用1. 化工生产：芳烃在化工生产中有着广泛的应用。
如苯乙烯，苯甲酸，邻苯二甲酸二丁酯，对苯二甲酸等都是重要的芳烃类化合物。
这些物质广泛用于制备高分子材料、染料、颜料等。
2. 燃料与能源：芳烃具有高燃烧热值和热稳定性，因此在燃料和能源领域有着广泛的应用。
如苯、甲苯等可用于制备合成油、燃油、航空燃料等。
3. 医药领域：芳烃类化合物在医药领域也有着重要的应用。
许多药物的合成过程中都要用到芳烃类原料。
例如，水杨酸、草酸、间苯二酚等。
《有机化学》第三版 第8章
allyl bromide
有些多卤代烷有其特别的名称，常用俗名或商品名或根据来源命名，例如 CHCl3 称为 氯仿（chloroform） ，CHBr3 称为溴仿（bromoform） ，CHI3 称为碘仿（iodoform） ，CCl4 称为
2
四氯化碳（carbon tetrachloride） 。 2．系统命名法 卤代烃可以看作是烃的衍生物，把卤原子作为取代基，烃作为母体。命名的基本原则与 烃的命名规则相同。对于不饱和卤代烃，编号时，应尽可能使不饱和键的位次最小。双键有 立体构型则还要标出其构型。英文命名时，卤原子用词头 fluoro-、chloro-、bromo-、iodo-表示。 例如：
图 8-3 溴乙烷的 1H-NMR 谱
6
图 8-4 异丙基溴的 1H-NMR 谱 8.3 卤代烃的制备
目前从自然界中发现的天然卤代烃数目很少， 绝大多数卤代烃是通过合成方法得到的。 由于 卤代烃化学性质活泼， 通过化学反应可把卤代烃转化为多种含重要官能团的化合物， 卤代烃 的制备显得非常重要。 8.3.1 饱和碳原子上氢原子的卤代 在光照或高温条件下，烷烃与卤素发生自由基取代反应生成卤代烷（见 4.1 节） ，但烷烃 中几种不同的氢的反应活性相差不大，卤素的反应活性又高（如氯气）的情况下，常常得到 混合物，而且得到的混合产物很难通过化学方法分离，所以一般情况下，通过烷烃的自由基 卤代反应制备卤代烃的意义不大。 但这种自由基取代反应通常用来制备烯丙型和苄基型卤代 烃。工业上，可以通过调节烷烃与卤素的摩尔比和反应条件，来制备一氯甲烷和四氯化碳。 下面这些烃的自由基卤代反应具有较高的选择性，可用于制备卤代烃。
通常把卤素连在双键 α 碳原子上的卤代烃称为烯丙型卤代烃， 卤素直接连在双键碳原子 上的称为乙烯型卤代烃，卤素连在苯环 α-碳原子上的称为苄基型卤代烃，卤素直接连在苯 环上的称为苯基型卤代烃。
有机化学课件-第八章芳烃
O
Zn-Hg HCl
练习题 8.6
2.芳烃的化学反应
第 八 章 芳 烃
单取代苯的亲电取代反应定位规律： 取代基对反应速率的影响： 苯环上已经存在的取代基会对苯环上继续发生的亲电取代反应 速度产生影响。以苯环为基准： 使亲电取代反应活性提高（供电子）的基团称为活化基团； 使亲电取代反应活性降低（吸电子）的基团称为钝化基团； 旧取代基对新入取代基位置的影响： 苯环上已有的取代基会对第二个取代基引入的位置产生影响； 主要使新取代基进入邻位或对位的称为“邻对位定位基”； 主要使新取代基进入间位的称为“间位定位基”； 常见活化钝化基团和定位取代基见书248页表8-2 练习题 8.7
1.芳烃的分类和命名
第 八 章 芳 烃
当苯环上有俩不同取代基，按照下列顺序决定哪个取代基和苯 环一起作为母体：羧基－COOH > 醛基-CHO > 羟基-OH > 烯基 -C=C-或炔基 > 氨基-NH2 > 烷氧基-OR > 烷基-R > 卤素-X > 硝基-NO2 > 亚硝基-NO 当苯环上有三取代基时，先选出母体官能团，并把它编号为1 ，其他的官能团按编号最小原则顺时针或逆时针沿苯环编号， 书写官能团时依然按照取代基次序原则先后书写； 了解联苯的编号与命名； 了解萘的编号和α位β位； 练习题 8.1 8.2
① ② ③
卤代烃制备小节 可由醇与卤化氢、卤化磷或氯化亚砜反应将羟基转变为卤； 可由烷烃卤代，烯烃α位卤代，苯环卤化铁催化取代； 氟或碘代烷，可以氯、溴代烷置换而来；
2.芳烃的化学反应
第 八 章 芳 烃
苯磺酸的钠盐与碱共熔，可转化为酚的钠盐，经酸化后得酚。
08芳香烃
CH3 CH3
1,2–二甲苯 邻二甲苯 o–二甲苯 (o-Xylene)
CH3 CH3
1,3–二甲苯 间二甲苯 m–二甲苯
CH3
CH3
1,4–二甲苯 对二甲苯 p–二甲苯
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连、偏、均表示三个相同取代基的相对位次
CH3 CH3 CH3
CH3
CH3
CH3 CH3 CH3 CH3
1,2,3-三甲苯
+ 3H2 Ni
较难进行
环己烷
+ 2H2
Ni
环己烯，
× 产物能量高 ×产物能量高
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Ni + H2
环己二烯，
② 加Cl2
Cl H H Cl H Cl H
紫外光
+ Cl2
Cl H Cl
H
Cl
Fe
Cl
练习：写出六氯化苯最稳定的构象式
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4) 取代反应
苯环上的π电子云分别位于环的上方或下方， 相当于一个电子源。
Fe
△
Br
+ HBr
(75%) 催化剂Lewis 酸：FeCl3 , FeBr3 ，AlCl3
2Fe + 3X2
2FeX3
反应活性：F2 > Cl2 > Br2 > I2
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卤代反应历程：
第一步： 亲电试剂的生成
亲电试剂
Br + Br
加成、消去
Br
Br Br + FeBr3
第二步： 亲电取代
单环芳烃的主要化学性质有：
1) 氧化反应 2) 侧链的卤代反应 3) 加成反应 4) 取代反应
芳烃知识点总结
芳烃知识点总结一、基本概念芳烃是一类化学结构中含有苯环或其取代物的有机化合物。
在芳烃中，苯环或其取代物被称为芳香环，其特点是环上所有碳原子都是sp2杂化的，各碳原子间的键角为120°，具有很高的稳定性。
芳香环上的每一个碳原子上都有一个π电子，这些π电子是由碳原子的p轨道形成的，这些π电子在芳烃的化学性质中起着重要作用。
芳烃通常可分为单环芳烃和多环芳烃两类。
单环芳烃的代表是苯、甲苯、二甲苯等，它们的分子结构简单，化学性质稳定。
多环芳烃则是由两个以上的苯环简单结合而成，其代表物是萘、菲、芘等。
二、结构特点1. 芳香环结构芳香环是芳烃的结构基础，具有六个碳原子组成的六元环。
芳香环上的每个碳原子都与相邻的两个碳原子形成σ键，同时与另外一个碳原子形成一个π键。
芳香环上所有的碳原子都处于sp2杂化状态，形成了120°的键角。
由于π键的范德华半径远大于σ键的范德华半径，因此芳香环具有很高的稳定性。
2. 取代基取代的位置芳烃可以通过取代基进行取代反应，取代基取代的位置是有一定规律的。
对取代基而言，芳烃的芳香环上三个相对邻近的碳原子被标记为1、2、3号碳原子，另外三个相对邻近的碳原子被标记为4、5、6号碳原子。
与取代基连接的碳原子称为取代基所连接的碳原子，芳烃中取代基取代位置的规律可以总结出为：（1）取代基偏向于连接到相对邻近的位置上；（2）取代基偏向于连接到离键极等电子密度较大的位置上；（3）取代基偏向于连接到离相对邻近位置电子密度较大的位置上；（4）取代基偏向于连接到使取代基离得远的位置上。
三、物理化学性质1. 沸点和熔点芳烃的沸点和熔点通常较低，易挥发。
这是因为芳烃分子间的相互作用力较弱，使得芳烃具有较低的沸点和熔点，便于在常温下从固态和液态向气态转化。
2. 溶解性芳烃在水中不溶解，但它们可以与有机溶剂如醚、醇、酮等溶解生成适当的溶液。
这是因为芳烃分子中含有较为稳定的π键，呈现较为规则的空间结构，使得与水分子之间的相互作用力不足以克服芳烃分子内部的相互作用力，从而导致芳烃不溶于水。
有机化学-芳烃(全面剖析)
苯的氢化热预计： 120 * 3 = 360 kJ/mol 苯的氢化热实测： 208 kJ/mol 离域能(或共轭能) ：360 - 208 = 152 kJ/mol
五、苯的共振式和共振论的简介 基本要点： 1．当一个分子、离子或游离基按照理论可以写出两 个以上经典结构式时，这些经典结构式构成了一个 共振杂化体，共振杂化体接近实际分子。
H H H
H
闭 合 H共 轭 体 系 H
三、苯的分子轨道模型
y6=0.408(-f1+f2-f3+f4-f5+f6) y5=0.289(-2f1+f2+f3-2f4+φ5+f6) y4=0.500(f2-f3+f5-f6)
反键轨道
成键轨道
y3=0.500(f2+f3-f5-f6) y2=0.289(2f1+f2-f3-2f4-f5+f6) y1=0.408(f1+f2+f3+f4+f5+f6)
SO3H
﹢ + H3O
+ H2O ……④
4. 傅瑞德—克拉夫茨（Friedel-Crafts）反应
包括 烷基化—— 被 -R 取代 O 酰基化—— 被 R-C- 取代 催化剂：AlCl3 、 FeCl3 、BF3等路易斯酸 烷基化试剂：卤代烷、烯、醇等
C2H5
① 烷基化反应
+ C2H5Br
AlCl3
甲苯基--甲苯分子中苯环上减去一个H所得基团叫甲苯基.
CH2Cl
CH2OH
苄氯(氯化苄)
苄醇(苯甲醇)
5. 苯的衍生物命名 a. -NO2 、-NO、-X 与苯相连时，苯作母体
有机化学——芳香烃
*选母体的优先顺序： -COOH ＞ -SO3H ＞ -CN ＞ CHO ＞ -OH ＞ -NH2 ＞ -X ＞ -NO2
COOH
Cl
Br
Br
NH2
邻氯苯胺
OH
4－羟基－2,6－二溴苯甲酸
OH NO2
SO3H
Cl
2-硝基－4－氯苯酚
H3C
NH2
3－甲基－5－氨基苯磺酸
4-chloro-2-nitrophenol 3-amino-5-methyl benzenesulfonic acid
（4）傅-克（Friedel-Crafts）反应 重要 a 傅-克烷基化：芳烃与卤代烷。
+ CH3CH2Cl
无水 AlCl3 20oC
CH2CH3
+ HCl
(83%)
注意：1、当卤代烷是三个及以上C原子直链烷基时， 伴有烷基的异构化，且主要是生成异构化产物。
+ CH3CH2CH2Cl
无水AlCl3 20oC
SO3H
O2N OH
3－硝基－4－羟基苯磺酸 4-Hydroxy-3-nitrobenzenesulfonic acid
介绍纲址：/iupac (浏览)
多环芳烃的命名 p91
萘
蒽
菲
联苯
三苯甲烷 1,2-二苯乙烯
★ 4.2 苯的结构
凯库勒式 缺点：p93
CH3
CH
+
CH3
(70%)
CH2 CH2 CH3 (30%)
注意：2、苯环上已有强吸电子基如硝基、磺基、 酰基等（见p60），则不发生傅氏反应，如：
+ NO2
无水
CH3CH2Cl
AlCl3
有机化学 芳香烃
C O + CO2 C O + H2O
3、加成反应
+ 3 H2 Ni
高温、高压
Cl H Cl H Cl H H Cl H Cl H Cl
hν +
3 Cl2
6.6.6.
芳香性：易取代、难加成、难氧化
4.4 苯环上取代基的定位规律
H 2SO4 （浓）
+ NO2
HNO3（浓）
NO2 NO2
50～55℃
400~500℃，空气
3、加成反应
Na + C2H5OH H2 , Ni
加温，加压
4.6
非苯芳烃及休克尔规则
(4n+2)
–
+
H
H
H
+ H
H
+
H+
‥ _
H
H
_
H
H
＊芳香性离子
+ H
‥
_
H
关于芳香性的含义小结：
1、环的平面结构，形成环状大π键。 2、π电子总数符合 4n+2 规则。
作业：
4.3
A B A
+
+
B
H
Ａ＋
A ＋ ≡
H +
A
A
－H＋
+
H
+
反应的能量变化曲线:
2、氧化反应
燃烧：
+ O2
点燃
CO2
+
H2O
侧链的氧化：
CH3 KMnO4+H2SO4 COOH
R
KMnO4+H2SO4
COOH
C(CH3)3
有机化学--第八章芳烃
课件
20
(I)和(Ⅱ)是键长和键角完全相等的等价结构，贡献大， 故苯的极限结构通常用(I)和(Ⅱ)式表示。共振使苯的能 量比假想的1，3，5-环己三烯低149.4 kJ· mol-1，此即苯 的共振能或离域能，因此苯比较稳定。 由于共振的结果，苯分子中的碳碳键，既不是单键也
不是双键，而是介于两者之间，六个碳碳键完全相等，
课件
29
8.4.1取代反应
1.卤化
在三卤化铁等催化剂作用下，苯与卤素作用生成 卤(代)苯，此反应称为卤化反应。例如：
课件
30
对于不同的卤素，与苯环发生取代反应的活性次序
是：氟>氯>溴>碘。其中氟化反应很猛烈；碘化反应不
仅较慢，同时生成的碘化氢是还原剂，从而使反应成为 可逆反应，且以逆反应为主。因此氟化物和碘化物通常
课件
62
SO3因为极化使硫原子显正性，通过硫原子进攻苯环。磺 化反应是可逆的。在浓硫酸中，磺化反应机理可能如下：
课件
63
4.烷基化和酰基化反应的机理
①烷基化反应的机理 例如，用1-氯丙烷作烷基化试剂时,其反应机理如下：
sp2杂化轨道，分别与一个氢原 子的1s轨道相互交盖，构成六 个相同的碳氢σ 键。
课件
14
这六个碳原子和六个氢
原于是共平面的。每一个碳
原子剩下的一个p轨道，其 对称轴垂直于这个平面，彼
此相互平行，并于两侧相互
交盖，形成一个闭合的π轨 道，如图 (Ⅱ)所示。
课件
15
这样处于该 π 轨道中的 π
电子能够高度离域，使π电子
第八章 芳烃 芳香性
一般把苯及其衍生物总称为芳香族化合物。芳烃是 芳香族碳氢化合物的简称，亦称芳香烃。
有机化学C第8章 芳烃问题参考答案
8 芳烃问题参考答案问题1等等其中苯最稳定，然后依次是其他含有六元环的化合物、含有五元环的化合物、含有四元环的化合物、只含有三元环的化合物。
问题2CH3CH3CH3CH3CH33CH3CH3CH3CH3CH3CH3(A)(B)(C)其中（A)为固体问题3 苯胺较快。
因为氨基是邻对位定位基，使苯环电子云密度增加；而乙酰氨基是间位定位基，使苯环电子云密度减小。
问题4CH3CH2CHCH2H+3+CH3CH2CH2CH2Cl+CH3CH2CHCH3伯碳正离子仲碳正离子+CH3CH2CH2CH33CHCH2CH3CH3问题5 C > B > A > D问题6主要原因是酚羟基的氢以质子的形式离去后形成了酚氧负离子，负电荷也有强的斥电子能力，所以羟基的邻对位定位能力大于烷氧基问题7当硝基苯进行硝化时,亲电试剂（NO2＋）进攻硝基的邻、对位时生成σ-络合物(Ⅹ)和(Ⅺ);进攻间位时生成σ-络合物(Ⅻ):HNONO2δ+δ+δ++H NO2NO+δδδ+++HNO2NOδδδ++++ⅩⅪⅫ较不稳定较稳定亲电试剂进攻邻位：亲电试剂进攻对位： 亲电试剂进攻间位：前两种中硝基氮原子和它直接相连的碳原子都带有正电荷，这两个共振结构的能量特别高。
所以硝基是第二类定位基。
问题8 由于空间效应的影响。
问题9 B > A> D >C 问题10大的共轭体系使三苯甲基自由基和碳正离子的单电子或正电荷分散程度大而较稳定。
三苯甲基自由基的二聚体的结构如下。
问题11 不能由甲基萘侧基氧化方法制备萘甲酸。
因为萘没苯稳定，萘环要破裂。
问题12 （c ）>（b ）>（a ） 问题13 CH ENHENHENOOOO O +++---+++ⅩNHEN H ENHEOOOO O O +++---+++ⅪNNNH EOO OO O O +---+++Ph 3C .+H CPh 2.H CPh 2Ph 3C。
第8章 芳烃
CH3 CH3 CH3
邻二甲苯 （1, 2-二甲苯） （o-二甲苯）
+ Br2 FeBr3 Br + HBr H H Br Br
基于这些结果，1865年凯库勒（A. Kekulé ）提出了苯的环状构造式。
H H C C H C C H C C H 简写为 H
苯的凯库勒式是19世纪有机化学的一个重大发 现，极大地促进了有机化学的发展。但凯库勒式 并不完美，例如，按凯库勒式1,2-二溴苯有两种 结构，但事实上只有一种。
–NO2、–X、–OR（烷氧基）、–R（烷基）、–NH2、–OH、–COR、 –CHO、–CN、–CONH2（酰胺）、–COX（酰卤）、–COOR（酯）、 –SO3H、–CO2H、–N+R3 例如
OH NH2 CO2H Cl Cl
对氯苯酚
NH2 OCH3
OH CO2H
SO3H
对氨基苯磺酸
NO2
间硝基苯甲酸 2-甲氧基-6-氯苯胺
第八章 芳 烃
第八章
芳 烃
芳烃，也叫芳香烃，指具有芳香性的环状不饱和碳氢化合物。 1825年M. Faraday从汽灯燃气冷凝液中分离出一种沸点为80℃的纯液 体化合物，元素分析表明其C/H为1：1。1834年E. Mitscherlich加热苯 甲酸合成了该化合物，用蒸气密度法测得其分子量为78，相应的分子式为 C6H6 。由于该化合物由安息香（benzoin）衍生而来，取名benzin，现称 benzene，苯。 19世纪发现了许多与苯有关、H/C比低、有芳香气味的化合物，这些化 合物与当时已知的脂肪（aliphatic）化合物具有显著不同的性质，如易进 行取代反应，而难进行加成和氧化反应等，因此称为芳香（aromatic）化 合物。 现代芳烃的概念是指具有芳香性的一类环状化合物，它们不一定具有香味， 也不一定含有苯环结构。芳香性一般指有特殊的稳定性、作为整体参与反应、 不饱和度高但不易发生加成和氧化反应而易发生取代反应等特性。
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
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第八章 芳烃一.选择题A1. C 6H 5OCH 3(I),C 6H 5COCH 3(II),C 6H 6(III),C 6H 5Cl(IV)四种化合物硝化反应速率次序为:(A) I >III>II>IV (B) I>III>IV>II (C) IV>I>II>III (D) I>IV>II>IIIC2. 起硝化反应的主要产物是:BC3. 硝化反应的主要产物是:CO 2HNO 2(A)(B)(C)(D)CO 2HNO 2NO 2O 2NCO 2HNO 2CO 2HNO 2NO 2CO 2HNO 2NO 2NO 2(C)(D)(B)(A)O 2N NO 2NO 2NO 2NO 2NO 2NO 2NO 2C4. 苯乙烯用热KMnO 4氧化,得到什么产物?A5苯乙烯用冷KMnO 4氧化,得到什么产物?C6. C 6H 6 + CH 3Cl (过量) 100℃ 主要得到什么产物?C7. 傅-克反应烷基易发生重排,为了得到正烷基苯,最可靠的方法是:(C)(D)(B)(A)CH 2COOHCH OHCH 2OH CO 2HCH 2CHO(C)(D)(B)(A)CH 2COOHCH OHCH 2OH CO 2HCH 2CHO(C)(D)(B)(A)CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3(A) 使用AlCl 3作催化剂 (B) 使反应在较高温度下进行 (C) 通过酰基化反应,再还原 (D) 使用硝基苯作溶剂 A8. 用KMnO 4氧化的产物是:D9. 根据定位法则哪种基团是间位定位基?(A) 带有未共享电子对的基团 (B) 负离子 (C) 致活基团 (D) 带正电荷或吸电子基团 A10. 正丙基苯在光照下溴代的主要产物是:(A) 1-苯基-1-溴丙烷 (B) 1-苯基-2-溴丙烷 (C) 邻溴丙苯 (D) 对溴丙苯 B11.邻甲基乙苯在KMnO 4,H +作用下主要产物是:(A) 邻甲基苯甲酸 (B) 邻苯二甲酸 (C) 邻甲基苯乙酸 (D) 邻乙基苯甲酸 B12. 由萘氧化成邻苯二甲酸酐的条件是:(A) CrO 3,CH 3COOH (B) V 2O 5,空气,400～500℃ (C) KMnO 4,H + (D) O 3,H 2O A 13. 分子式为C 9H 12的芳烃,氧化时,生成三元羧酸,硝化时只有一种一元硝化物,则该化合物的构造式应为:B14.CH 3C(CH 3)3COOHC(CH 3)3CH 3COOHCOOHCOOHCHOC(CH 3)3(D)(C)(B)(A)CH 3H 3CCH 3CH 3CH 3CH 3CH 2CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3(D)(C)(B)(A)CH 2CH 2CH 2COCl3主要产物是:B 15.有一个氯化物和镁在四氢呋喃中反应的产物倒在干冰上,得到邻甲氧基苯甲酸, 该化合物为:A 16.CH 2CH 2CH 2CO(C)(A)COCH 2CH 2CH 3(D)(B)OOCH 3Cl OCH 2BrCOOH COClOCH 3CH 2ClOCH 3(A)(B)(C)(D)ClNO 2NO 2Na 2CO 3H+OHNO 2NO 2是什么类型的反应?(A) 亲电取代 (B) 亲核取代(C) 加成-消除 (D) 自由基反应C17. 芳香硝基化合物最主要用途之一是做炸药,TNT 是什么化合物?C 18.下列化合物哪一个能溶于NaHCO 3?(A) 苯胺 (B) 对甲苯酚 (C) 苯甲酸 (D) 乙酰苯胺 D19. 下列哪个化合物具有芳香性?(A) 环丙烯酮 (B) 环戊二烯 (C) 环辛四烯 (D) [10]轮烯 B20.下列化合物哪个没有芳香性?C21. 下列哪个具有芳香性?(D)(C)(B)(A)O 2N NO 2COOHNO 2CH 3NO 2O 2NNO 2O 2N NO 2NO 2OHO 2N NO 2NO2+ON (D)(C)(B)(A)(A)(C)N+H(B)NHH+(D)A 22. 下列反应经过的主要活性中间体是:(A) 碳正离子(或离子对中碳原子为正电一端) (B) 碳负离子(及烯醇盐负离子碎片) (C) 卡宾(即碳烯Carbene) (D) 乃春(即氮烯Nitrene) (E) 苯炔(Benzyne)A23. 下列反应属于哪种类型:(A)亲电反应 (B)亲核反应 (C)自由基反应 (D)周环反应 D24.下面化合物进行硝化反应速率最快的是:CH CH 22+CH 3PhC 6H 6+CH 3COClC 6H 5COCH 33(A)COCH 3CH 3(B)OCH 3(C)NHCOCH 3(D)C25. 下面化合物中无芳香性的是:D26.下面化合物中有芳香性的是:(A) (1) (2) (B) (1) (3) (C) (2) (3) (D) (2) (4) A27.下面化合物中有芳香性的是:(A) (2) (3) (B) (1) (2) (C) (1) (4) (D) (1) (3)B28. 下列化合物中, 不能发生傅-克烷基化反应的是：A29.PhCH=CHCH3与HBr反应的主要产物为:(A)+(B)_(C)(D)+(1)(2)(3)(4)_+NNH(1)(2)(3)(4)+(D)CH2Cl(C)CH3(B)NO2(A)(A) PhCHCH2CH3 (B) PhCH2CHCH3(C) BrBr BrCH CHCH3 (D) Br CHCH2CH3BrB 30. 煤焦油的主要成分(约占70%)是:(A) 芳香烃 (B) 烯烃 (C) 环烷烃 (D) 杂环化合物 B31.左式,CCS 名称应是:(A) 2,5-二甲基萘 (B) 1,6-二甲基萘 (C) 1,5-二甲基萘 (D) 2,10-二甲基萘A32. 下列反应,当G 为何基团时,反应最难？(A) ─NO 2 (B) ─OCH 3 (C) ─CH(CH 3)2 (D) ─HD 33 由苯合成对氯间硝基苯磺酸可由三步反应完成,你看三步反应以哪个顺序较好? (A) (1)磺化 (2)硝化 (3)氯化(B) (1)氯化 (2)磺化 (3)硝化 (C) (1)硝化 (2)磺化 (3)氯化(D) (1)氯化 (2)硝化 (3)磺化二.填空题1.CH 3CH 3G+RCClOAlCl 3GCORBr BrNO 2+CH 3NH 2?无O 2,无过氧化物2. 2Ph 3CCl + 2Ag ────────→ ? (C 38H 30)3.4.5.化合物2-硝基-3,5-二溴甲苯的结构式是：6.化合物2-硝基对甲苯磺酸的结构式是：7.8.9.10.BrHNO 324CH 3O-Na+?C 2H 5ONaClCNCH 2OCH 3CH 2OCH 3OCH 3CH 3CH 2C(CH 3)2HOH 2SO 4OCH 3NO 2311.12.13. 1415.C lB r（）1（）2 M g , E t 2O D 2O16.17. 18.二茂铁的结构式是_______________，其分子式的完整写法是______________。
有机化学第八章 芳烃
COOH
C(CH3)3
练习
１、鉴别甲苯和叔丁基苯可用( )。 A．溴水 B.高锰酸钾 C．卢卡斯试剂 OH KMnO 4 Raney Ni a. D．硝酸银 b. ？ C H + 3 H2 。 9 12
２、写出下列反应的产物或反应物的构造式：
C (C H 3)3 c. C H3
KMnO 4 浓 H2SO4 150~200 C H2O,
8
9
芳烃化学性质
1
一．亲电取代反应 1、卤代
+ Cl2
FeCl3
55-60 ℃
Cl
+ HCl
氯苯
Br
+ Br2
Fe 55-60℃
+ HBr
溴苯
10
2、硝化
NO2
+ HONO2
浓 H2SO4
52℃
+ H2O
硝基苯
3、磺化
SO3 H
+ HOSO3H
苯磺酸
+ H2O
11
4、傅-克反应
傅-克烷基化
+ C2H5Cl
第八章 芳 烃
【本章重点】
1. 芳烃亲电取代反应; 2.芳烃亲电取代反应历程;
3. 芳烃亲电取代定位规律及其应用; 4. 芳香性及其判据
【主要内容】 1. 苯和芳烃的结构 2. 单环芳烃的亲电取代反应(卤代、硝化、磺化、
付-克反应)；氧化反应
3. 定位基的定位规律及其应用 4. 芳香性的判断
第一节、芳香烃的分类和命名
C H=C H C O O H
=
O
例题1：
AlCl3
COCl
O
Zn-Hg HCl
有机化学 8
H
H
H
H
H H
H
H
KekuléFormulation of Benzene
However, this proposal suggested isomers of the kind shown were possible. Yet, none were ever found. X X X H
H
H
H
H
E
20%
如果不考虑取代基的影响，仅从统计规律的角度来分 析，邻对位产物应为60%，间位产物为40%。
邻对位定位基：邻对位产物>60%, G为邻对位定位基。
间 位 定 位 基：间位产物>40%, G为间位定位基。
取代基的定位效应：已有的基团对后进入基团进 入苯环的位置产生制约作用，这种制约作用称为 取代基的定位效应。
为芳香化合物。
第三阶段：将具有芳香特性的化合物称
为芳香化合物。
芳香性的概念
1 C/H的比例高。 2 具有平面和接近平面的环状结构。
3 键长接近平均化。
4 在核磁共振谱中，环外氢的化学位移明显移向低 场，环内氢的化学位移明显移向高场。 5 化学性质稳定，易发生亲电取代而不易发生加成。
第二节 芳香烃的来源 干馏
第三节 苯及其衍生物的分类和命名
苯 (Benzen)
苯基 (phenyl) 苯基 (Ph) (C6H5-)
苄基 (benzyl)
芳基 (Aryl)
1. 单环芳香烃 分子内只含有一个苯环。 命名原则：
(1). 苯的同系物时以苯做母体;
甲苯
乙苯
异丙苯
(2). 苯环上连有不饱和基团，以苯环做取代基；
CHO
COOH
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苯的二元取代物，因取代基在环上的相对位次不同，有三种 (位置)异构体。三元和三元以上的取代苯，因取代基的位次不同和 取代基自身的异构而使异构现象较为复杂。
7
8.1.2 命名
①单环芳烃的命名是以苯环为母体，烷基作为取代基，称为某烷 基苯(“基”字常省略)。当苯环上连有两个或多个取代基时，可用 阿拉伯数字标明 其相对位次。若苯环上仅有两个取代基，也常用 邻、间、对或o-(ortho)、m-(meta)、p-(para)等字头表示。例如：
关于苯的结构，采用Kekulé提出的结构式： ，虽然能解 释一些问题，但对苯的二元取代物只有三种，和苯具有特殊的稳 定性等问题，都不能圆满解释。
19
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：
苯的真实结构不是其中任何一个，而是它们的共振杂化体。 其中(Ⅲ)、(Ⅳ)、(V)三个极限结构的键长和键角不等，贡献小。
第八章 芳烃 芳香性
一般把苯及其衍生物总称为芳香族化合物。芳烃是芳香族碳 氢化合物的简称，亦称芳香烃(aromatic hydrocarbon)。
1
芳烃按其结构可分为三类： 单环芳烃
芳烃 多环芳烃 稠环芳烃
2
①单环芳烃:分子中含有一个苯环的芳烃，称为单环芳烃。例如：
3
②多环芳烃：分子中含有两个或两个以上独立苯环的芳烃，称为多 环芳烃。例如：
27
在芳烃的红外光谱图中，芳环的碳骨架C＝C伸缩振动在 1600～1580cm-l(中)和1500～1450cm-l(强)处有两个吸收峰。芳环 上的C—H伸缩振动在3030 cm-l处(中)有一个吸收峰。如果在上述 区域内出现吸收峰，说明分子内含有芳基。
1
2
3
1.苯环上C—H伸缩振动 2.苯环的C=C伸缩振动 3.二取代苯C—H面外弯曲振动 （770～735）
4
③稠环芳烃：分子中含有由两个或多个苯环彼此间通过共用相邻的 两个碳原子稠合而成的芳烃，称为稠环芳烃。例如：
5
8.1芳烃的构造异构和命名
8.1.1构造异构
苯及其同系物的通式为CnH2n-6。 苯和一取代苯(不包括取代基自身的异构)各只有一种；但当苯 环上的取代基(亦称侧链)含有三个或更多碳原子时，与脂肪烃相似， 因碳链构造不同，也可以产生构造异构。例如：
12
近代物理方法证明，苯分子的六个碳原子和六个氢原子都在 同一平面上，其中六个碳原子构成平面正六边形，碳碳键键长均 为0.140 nm，比碳碳单键0.154nm短，比碳碳双键0.134 nm长，各 键角都是120°。由此提出了关于苯结构的现代理论。
13
1.轨道杂化理论
轨道杂化理论认为，在苯分子中， 每个碳原子以sp2杂化轨道与相邻碳原 子的sp2杂化轨道相互交盖，构成六个 等同的碳碳σ键。同时，每个碳原子以 sp2杂化轨道，分别与一个氢原子的1s 轨道相互交盖，构成六个相同的碳氢σ 键。
22
8.3单环芳烃的物理性质
单环芳烃具有ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ殊气味，有毒。
23
二甘醇、环丁砜、N-甲基吡咯烷-2-酮、N，N-二甲基甲酰胺 等特殊溶剂，对芳烃有很高的选择性，因此它们常被用来萃取芳烃。
24
因苯的六个氢相等，因此NMR谱图仅有一个单峰，其δ=7.27 。 δ=7.27
25
26
δ=7.27
δ=2.32
28
29
8.4单环芳烃的化学性质
苯环平面的上下方有π电子云，与σ 键相比，平行重叠的π电子云结合较 疏松，因此在反应中苯环可充当一个电子源，与缺电子的亲电试剂发生反应， 类似于烯烃中π键的性质。
30
但是苯环中π电子又有别于烯烃,π键共振形成的大π键使苯环具有特殊的 稳定性，反应中总是保持苯环的结构。苯的结构特点决定苯的化学行为，它 容易发生亲电取代反应(elcctrophilic substulion reaction)而不是加成反应。
16
苯分子是非常对称的，这种结构特点不能用经典的价键结构 式的描绘方法表达出来。通常还是采用Kekulé结构式来表示：
17
2.分子轨道理论
分子轨道理论认为，苯分 子形成σ键后，苯的六个碳原 子的六个p轨道将组合成六个 分子轨道，可分别用ψ1，ψ2， ψ3，ψ4，ψ5和ψ6表示。
18
3. 共振论对苯分子结构的解释
例如：C6H5—称为苯基，常用Ph―(phenyl的缩写)或ø－表示。
C6H5CH2—称为苄基或苯甲基(benzyl)；两价芳基如
称为
亚苄基或苯亚甲基。
11
8.2 苯的结构
苯的分子式为C6H6 苯 的 氢 化 热 ( 2 0 8 . 5 kJ·mol-1) 比 环 己 烯 氢 化 热 的 三 倍 (3×119.3kJ·mol-1=357.9 kJ·mol-1)低很多，表明苯具有较大的稳定 性, 离域能为149.4 kJ·mol-1。
20
(Ⅰ)和(Ⅱ)是键长和键角完全相等的等价结构，贡献大，故苯的 极限结构通常用(Ⅰ)和(Ⅱ)式表示。共振使苯的能量比假想的1，3， 5-环己三烯低149.4 kJ·mol-1，此即苯的共振能或离域能，因此苯比 较稳定。
21
由于共振的结果，苯分子中的碳碳键，既不是单键也不是双键， 而是介于两者之间，六个碳碳键完全相等，因此苯的二元取代物只 有三种，这与实验完全相符。
o–二甲苯
m –二甲苯
p–二甲苯 8
若苯环上连有三个相同的取代基时，也常用连、偏、均等字头 表示。例如：
9
②若苯环上所连接的烃基较长、较复杂，或烃链上有多个苯环，或 是不饱和烃基，命名时，通常以烃链为母体，苯环作为取代基(但例 外情况也是有的)。例如：
10
③芳烃从形式上去掉一个氢原子后所剩下的原子团，称为芳基 (Aryl)，常用Ar-表示，去掉两个氢原子后所剩下的原子团，称为 亚基。
14
这六个碳原子和六个氢原于 是共平面的。每一个碳原子剩下 的一个p轨道，其对称轴垂直于 这个平面，彼此相互平行，并于 两侧相互交盖，形成一个闭合的 π轨道。
15
这样处于该π轨道中的π电子 能够高度离域，使π电子云完全平 均化，构成两个圆形电子云, 分别 处于苯环的上面和下面，从而能量 降低，苯分子得到稳定。
31
8.4.1取代反应
1.卤化反应
在三卤化铁等催化剂作用下，苯与卤素作用生成卤(代)苯， 此反应称为卤化反应。例如：