第五章 芳香烃
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第五章 芳香烃
二、近代物理方法测定苯的结构 苯的结构： （1）共平面性——6个碳组成
一个平面正六边形，6个 氢与6 个 碳都共平面。 （2）所有键角都是120° （3）碳碳键键长为0. 140nm.
三、苯的结构理论解释
① 价键理论——杂化轨道理论 ② 共振论
0.140nm 120°
杂化轨道理论
苯环所有碳原子都是采用sp2 杂化 ，每个碳原子以三 个杂化轨道分别与相邻的碳原子和氢原子形成三个σ键。
CH3CH Br
CH3CH Br
稳定
5. 等价的或近似的共振式稳定性相同。
H2C CHCH2
CH2CH=CH2
6. 键长和键角变形小的共振式稳定。
稳定
7. 相邻两原子带有同性电荷的共振式不稳定。
NH3 H X
NH3 H X
稳定
分析1,3-丁二烯共振结构式的稳定性
最稳定
CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH2
CH3
+ 2 Br2 Fe
CH3 +
CH3 Br + 2 HBr
Br
对溴甲苯 邻溴甲苯
卤素的反应活性次序为：氟 ＞ 氯 ＞ 溴 ＞ 碘。
太剧烈
难反应
2. 硝化反应 NO2
+ HNO3 H2SO4
55~60℃
+ H2O
98%
混酸——浓H2SO4与浓HNO3混合
硝化反应历程
HO-NO2 + HO-S﹢O2-OH H2O-NO2
苯的骨架
碳原子的p轨道
p轨道的重叠
苯分子中的π电子云
共振论 当一个共轭体系（分子、离子、自由基等）不能用一 个经典结构式圆满地表达时，可以用若干个可能的经典结 构式的共振来表达。
第五章 芳香烃
苄基 (benzyl)
试写出（1）间-溴苯磺酸；（2）邻-硝基甲苯结构式。
SO3 H
CH3 NO2
Br
三、苯及其同系物的物理性质
不溶于水；毒性!
四、化学性质
“ 芳香性”：容易发生取代，不容易被氧化和加 成。 （一）苯的亲电取代反应
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。
CH CH2
苯乙烯 (phenylethene)
2-苯基丁烷 (2-phenylbutane)
CH3 H3C CHCH2 C C H
CH3
(E)-5-甲基-2-苯基-2己烯
(E)-5-methyl-2-phenyl2-hexene
芳基 “Ar”
或 C6H5 CH2 或 C6H5 CH2
苯基 (phenyl 或 Ph-)
Cl + Cl2
FeCl3
(α)
8
(α)
1 2(β) 3 (β)
(β) 7 (β) 6 (α)
5
(α)
4
（2）萘的硝化
NO2 + HNO3
H2SO4(浓)
（3）萘的磺化
SO3H
。 60C
+ H SO (浓) 2 4
165C
。
SO3H
3. 萘的加成反应
二环[4.4.0]癸烷
2 H2 Pt
四 氢 化萘
H H
120º 120o
H H H
120º
H
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
二、苯同系物的命名
CH(CH 3)2
从图中可看出,甲苯的共轭效应的结果,使得
第五章芳香烃一、芳香烃的分类二、单环芳烃的命名三、单环芳烃的结构四、单环芳烃的化学性质五、苯环上取代基的定位规律六、稠环芳烃七、非苯环芳烃及休克尔规则芳香烃的分类芳香烃可分为1、单环芳烃苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、苯乙炔等2、多环芳香烃1联苯联苯、对联苯等2多苯代脂烃二苯甲烷、三苯甲烷、12-二苯乙烯等3稠环芳烃萘、蒽、菲等3、非苯芳烃杂环化合物、18轮烯等单环芳烃例CH3CH2CH3CHCH2CCH苯甲苯乙苯苯乙烯苯乙炔多环芳香烃例联苯对联苯CH2CHCHCH二苯甲烷三苯甲烷12-二苯乙烯萘蒽菲非苯环芳烃例OSN呋喃噻吩吡咯18轮烯单环芳烃及其衍生物的命名1、单环芳烃的命名1一元取代物的命名2二元取代物的命名3三元取代物的命名4含有甲苯、二甲苯等结构化合物的命名5取代基较复杂的结构的命名2、单环芳烃衍生物的命名1含有-NO2、-X等化合物的命名2含有-COOH、-SO3H等的化合物的命名3苯环上有多个取代基的命名一元取代物的命名1、单环芳烃的命名以苯为母体烷基作为取代基称为“某烷基苯”基字可省略按取代基的多少可分为一元、二元、三元取代物。
1一元取代物甲苯、乙苯、丙苯、异丙苯CH3CH2CH3苯甲苯乙苯CH2CH2CH3CHCH3CH3丙苯异丙苯二元取代物的命名2二元取代物由于取代基的位置不同取代基的相对位置可用数字表示也可以用“邻”、“间”、“对”或O-ortho-、m-meta-、p-para-希腊字头表示例如CH3CH3CH3CH3CH3CH3邻二甲苯间二甲苯对二甲苯O-二甲苯m-二甲苯p-二甲苯12-二甲苯13-二甲苯14-二甲苯三元取代物的命名3三元取代物用数字表示取代基的相对位置如取代基相同的则常用“连”、“偏”、“均”等CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3123-三甲苯124-三甲苯135-三甲苯连三甲苯偏三甲苯均三甲苯含有甲苯、二甲苯等结构化合物的命名4甲苯、二甲苯、异丙苯、苯乙烯等也可以作为母体来命名如CH3C2H5CH3CCH3CH3CH3间乙基甲苯对叔丁基甲苯取代基较复杂的结构的命名5当苯环上取代基比较复杂或连有不饱和烃基时通常把苯环当作取代基如CHCH2CCHCCHCH3CH3苯乙烯苯乙炔2-苯基-2 -丁烯苯环上去掉一个氢原子剩下的原子团称为芳基如芳基CH3CH2CH3CH3苯基ph-C6H5-对甲苯基苯甲基苄基26-二甲基苯基123456含有-NO2、-X等化合物的命名当芳环上连有烷基以外的官能团时视具体情况而定1如果苯环上连有-NO2、-NO、-X等一般以苯作为母体如BrNO2NOCH3NO2CH3Cl溴苯硝基苯亚硝基苯邻硝基甲苯对氯甲苯含有-COOH、-SO3H等的化合物的命名2如果苯环上连有-COOH、-SO3H、-CHO、-OH、-NH2等把苯环作为取代基如NH2OHCHOSO3HCOOH苯胺苯酚苯甲醛苯磺酸苯甲酸苯环上有多个取代基的命名3苯环上有两个或多个取代基时按下面的顺序选取母体-COOH、-SO3H、-CHO、-CN、-OH、-NH2、-X、-NO2如OHClNH2SO3HNO2COOHOHNO2Cl对氯苯酚间氨基苯磺酸对硝基苯甲酸4-氯-2-硝基苯酚单环芳烃的结构1、凯库勒结构式苯的环状对称结构阐明了分子组成、原子的连接次序和键和情况满足了碳的四价、氢1价以及六个氢具有同等地位的实验事实。
有机化学第五章芳香烃
C6H5NO2, 。 25 C
二、加成反应
Na , EtOH 。 10 ~ 15 C H2 , Rh - C , P H2 Pd-C , , P
1 , 4 - 二氢萘 十氢化萘 1,2,3,4 - 四氢化萘
三、氧化反应
CrO3 , AcOH 。 10 ~ 15 C
V2O5 - K 2SO4 O2 。 385 ~ 390 C
磺 化：
53% 。 0C
79% 。 100 C
4、定位规律的应用
A. 预测反应产物：
由定位能力决定
C H3 C H3
CO O H NO2
C H3
NH2 NO2
OCH 3
B. 正确选择合成路线：
S O3H
C H2C H3
C H2C H2C H2C H3
C (C H 3) 3 S O3H NO2
一、加成反应
R
HNO3+H2SO4
R
NO2
R + NO2
结论：原有基团的体积增大，对位产物增多。
B. 新引入基团的空间效应：
结论：对位产物随新引入基团体积的增大而增
多。
(C H 3)3C (Cl、Br)
浓 H2SO4
(C H 3)3C (Cl、Br)
SO3H
C. 温度影响
C H3
43% 4%
C H3
13% 8%
CH3CH2CCH2CHCHO O Cl
OH NO2 COCH3
COOH
4–乙酰氨基–1–萘甲酸 3–硝基–4–羟基苯乙酮
NHCOCH3
作业
结论：破坏苯环体系比较困难
HNO3 + H 2SO4 。 50 ~ 60 C
二、加成反应
Na , EtOH 。 10 ~ 15 C H2 , Rh - C , P H2 Pd-C , , P
1 , 4 - 二氢萘 十氢化萘 1,2,3,4 - 四氢化萘
三、氧化反应
CrO3 , AcOH 。 10 ~ 15 C
V2O5 - K 2SO4 O2 。 385 ~ 390 C
磺 化：
53% 。 0C
79% 。 100 C
4、定位规律的应用
A. 预测反应产物：
由定位能力决定
C H3 C H3
CO O H NO2
C H3
NH2 NO2
OCH 3
B. 正确选择合成路线：
S O3H
C H2C H3
C H2C H2C H2C H3
C (C H 3) 3 S O3H NO2
一、加成反应
R
HNO3+H2SO4
R
NO2
R + NO2
结论：原有基团的体积增大，对位产物增多。
B. 新引入基团的空间效应：
结论：对位产物随新引入基团体积的增大而增
多。
(C H 3)3C (Cl、Br)
浓 H2SO4
(C H 3)3C (Cl、Br)
SO3H
C. 温度影响
C H3
43% 4%
C H3
13% 8%
CH3CH2CCH2CHCHO O Cl
OH NO2 COCH3
COOH
4–乙酰氨基–1–萘甲酸 3–硝基–4–羟基苯乙酮
NHCOCH3
作业
结论：破坏苯环体系比较困难
HNO3 + H 2SO4 。 50 ~ 60 C
5第五章 芳烃 芳香性
O CH3CH2CH2C Cl AlCl3
O CCH2CH2CH3 Zn—Hg HCl,
CH2CH2CH2CH3 73%
5、氯甲基化反应 、
在无水ZnCl2存在下，芳烃与甲醛及 存在下，芳烃与甲醛及HCl作用，芳 作用， 在无水 作用 环上氢原子被氯甲基（ 环上氢原子被氯甲基（—CH2Cl）取代 ） 与烷基化反应相似，芳环上不能连有强吸电基。 与烷基化反应相似，芳环上不能连有强吸电基。 实际操作中可以用多聚或三聚甲醛代替甲醛
FeCl3 25 0 C
Cl
卤素活性： 卤素活性：F2 > Cl2 > Br2 > I2 芳烃活性：烷基苯>苯 卤代苯 芳烃活性：烷基苯 苯>卤代苯
Cl 90%
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl2 FeCl3
39%
Cl 55%
6%
CH3
Cl2, FeCl3 , CH3COOH 25 0C
CH3 Cl
CH3
CH3
浓HNO3 浓 H2SO4 50-60 C
NO 2
0
NO2 75-85%
NO2
NO2
NO 2 NO 2
浓 HNO3, 浓 H2SO4 100-110 C
93%
0
NO2
NO2
1%
6%
CH3
CH3
CH3
浓 HNO 3, 浓H 2SO 4 30 C
0
CH3
NO2
NO2
59%
NO2
37%
4%
硝化反应机理
O2N OH
简并轨道
6 p 6个p轨道
三、共振论对苯分子结构的解释
Kekulé 结构式 结构式:
O CCH2CH2CH3 Zn—Hg HCl,
CH2CH2CH2CH3 73%
5、氯甲基化反应 、
在无水ZnCl2存在下，芳烃与甲醛及 存在下，芳烃与甲醛及HCl作用，芳 作用， 在无水 作用 环上氢原子被氯甲基（ 环上氢原子被氯甲基（—CH2Cl）取代 ） 与烷基化反应相似，芳环上不能连有强吸电基。 与烷基化反应相似，芳环上不能连有强吸电基。 实际操作中可以用多聚或三聚甲醛代替甲醛
FeCl3 25 0 C
Cl
卤素活性： 卤素活性：F2 > Cl2 > Br2 > I2 芳烃活性：烷基苯>苯 卤代苯 芳烃活性：烷基苯 苯>卤代苯
Cl 90%
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl2 FeCl3
39%
Cl 55%
6%
CH3
Cl2, FeCl3 , CH3COOH 25 0C
CH3 Cl
CH3
CH3
浓HNO3 浓 H2SO4 50-60 C
NO 2
0
NO2 75-85%
NO2
NO2
NO 2 NO 2
浓 HNO3, 浓 H2SO4 100-110 C
93%
0
NO2
NO2
1%
6%
CH3
CH3
CH3
浓 HNO 3, 浓H 2SO 4 30 C
0
CH3
NO2
NO2
59%
NO2
37%
4%
硝化反应机理
O2N OH
简并轨道
6 p 6个p轨道
三、共振论对苯分子结构的解释
Kekulé 结构式 结构式:
大学有机化学第五章芳烃
⼤学有机化学第五章芳烃第五章芳⾹烃【⽬的要求】1、掌握单环芳烃的结构；单环芳烃的同分异构和命名；单环芳烃的化学性质；萘的结构及萘的化学性质；蒽和菲的结构；正确理解芳⾹性及H ückel 规则与芳⾹性的关系。
2、正确理解价键理论、分⼦轨道理论和共振论对苯分⼦结构的解释；熟悉苯的物理性质。
3、了解其它多环芳烃；⾮苯芳烃；芳烃的来源。
【教学内容】第⼀节单环芳烃⼀、苯的结构（⼀）苯的开库勒（Kekul é）结构式（⼆）苯分⼦结构的近代概念1、分⼦轨道理论对苯分⼦结构的认识2、共振论对苯分⼦结构的解释⼆、单环芳烃的异构和命名苯的⼀元取代物没有异构体，命名⼀般以苯为母体，烷基为取代基。
苯的⼆元取代物有三种异构体，命名时可⽤阿拉伯数字或“邻、间、对”字头表⽰取代基的不同位置。
CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3邻⼆甲苯间⼆甲苯对⼆甲苯三、单环芳烃的物理性质四、单环芳烃的化学性质苯环是⼀个平⾯结构，离域的π电⼦云分布在环平⾯的上⽅和下⽅，它象烯烃的π电⼦⼀样，能够对亲电试剂提供电⼦，但是，苯环是⼀个较稳定的共轭体系，难以破坏，所以苯环很难进⾏亲电加成，易于亲电取代。
亲电取代是苯环的典型反应。
（⼀）、亲电取代反应芳烃的重要亲电取代反应有卤代、硝化、磺化和傅-克烷基化、酰基化反应等。
1、卤代反应在催化剂 (AlCl 3、FeX 3、BF 3、ZnCl 2、等路易斯酸) 的存在下，苯较容易和氯或溴作⽤，⽣成氯苯或溴苯。
这类反应称为卤代反应(halogenation)。
Br溴苯2、硝化反应苯与浓硫酸和浓硝酸（也称混酸）共热，苯环上⼀个氢原⼦被硝基（—NO 2）取代，⽣成硝基苯。
这个反应称为硝化反应(nitration)。
NO23、磺化反应苯与浓硫酸反应很慢，与发烟硫酸（含SO3的浓硫酸）反应较快，在室温下即可作⽤，苯环上的氢原⼦被磺酸基（—SO3H）取代⽣成苯磺酸。
这类反应称为磺化反应（sulfonation）。
高二化学选修五课件芳香烃
二甲苯
分子式为C8H10，无色透明 液体，有刺激性气味。
萘
分子式为C10H8，白色结晶 性粉末，具有特殊煤焦油样气
味。
02
芳香烃合成方法与反应机理
傅-克反应合成法
傅-克反应定义
傅-克反应是一种通过芳香 烃与酰氯或酸酐在催化剂 作用下发生的酰化反应。
反应条件
通常需要使用强路易斯酸 如氯化铝、氯化铁等作为 催化剂，并在适当的温度 和压力下进行。
04
芳香烃在生活和工业生产中应用
生活用品中应用实例
塑料制品
芳香烃是合成塑料的重要原料， 如聚苯乙烯、聚碳酸酯等，广泛 应用于日常生活中的各种塑料制
品。
合成纤维
芳香烃可用于合成纤维如涤纶、锦 纶等的生产，这些纤维在纺织、服 装等领域有广泛应用。
香料和香精
许多芳香烃具有特殊的气味，可用 于生产香料和香精，用于食品、化 妆品、香水等产品的加香。
影响因素探讨
芳香烃的物理性质和化学性质受其分子结构的影响，如分子中的官能团、取代基的 种类和位置等。
不同的芳香烃由于其分子结构的不同，可能表现出不同的物理性质和化学性质。例 如，苯环上取代基的种类和位置会影响其熔沸点、溶解度和反应活性等。
芳香烃的反应活性还受到反应条件的影响，如温度、压力、催化剂的种类和用量等 。不同的反应条件可能导致不同的反应结果和产物。
THANKS
感谢观看
芳香烃的环境友好性和生物安全性也需要进行深入研究。
发展的机遇
随着科技的进步和需求的增长，新型芳香烃的发展面临着巨大的机遇。例如，随着新能 源、新材料等领域的快速发展，对高性能芳香烃的需求将不断增加。同时，国家对于环 保和可持续发展的重视也为绿色合成技术的发展提供了有力支持。因此，未来新型芳香
有机化学 第五章 芳烃
共振论： 共振论：
Ⅰ 贡献大
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ 贡献小 键长、键角不等 的不等价结构
Ⅴ
键长，键角完全 相等的等价结构
H
H
H
H
H
H
苯的结构小结
（1）苯是一个正六边形的平面分子，键长、键角平均化； ）苯是一个正六边形的平面分子，键长、键角平均化； （2）电子云分布在苯环的上方和下方； ）电子云分布在苯环的上方和下方； 电子高度离域， 个 电子在基态下都在成键轨道 （3）π电子高度离域，6个π电子在基态下都在成键轨道 ） 电子高度离域 内，故体系的能量降低，而使苯环稳定。 故体系的能量降低，而使苯环稳定。
(3)具有平面和接近平面的环状结构。 (3)具有平面和接近平面的环状结构。 具有平面和接近平面的环状结构 (4) 易发生亲电取代反应 不易发生加成反应。 易发生亲电取代反应,不易发生加成反应 不易发生加成反应。
单环芳烃 联苯和联多苯 苯系芳烃 如：
联苯
芳烃
多环芳烃
本文由duan490513584贡献
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第五章
芳烃—— 芳香族碳氢化合物 芳烃
（1）碳氢比高 如： C:H=1:1 C : H = 10 : 8
特点
碳碳键长介于C—C与C=C之间 (2) 碳碳键长介于C—C与C=C之间 如： 0.139nm C— C 0.154nm C=C 0.133nm
三苯甲烷 2,3-二甲基 苯基己烷 二甲基-1-苯基己烷 二甲基
苯基： 苯基： -Ph 、 芳基： -Ar 芳基： R CH2H3C-CH3
m-二甲苯 二甲苯 1,3-二甲苯 二甲苯
Ⅰ 贡献大
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ 贡献小 键长、键角不等 的不等价结构
Ⅴ
键长，键角完全 相等的等价结构
H
H
H
H
H
H
苯的结构小结
（1）苯是一个正六边形的平面分子，键长、键角平均化； ）苯是一个正六边形的平面分子，键长、键角平均化； （2）电子云分布在苯环的上方和下方； ）电子云分布在苯环的上方和下方； 电子高度离域， 个 电子在基态下都在成键轨道 （3）π电子高度离域，6个π电子在基态下都在成键轨道 ） 电子高度离域 内，故体系的能量降低，而使苯环稳定。 故体系的能量降低，而使苯环稳定。
(3)具有平面和接近平面的环状结构。 (3)具有平面和接近平面的环状结构。 具有平面和接近平面的环状结构 (4) 易发生亲电取代反应 不易发生加成反应。 易发生亲电取代反应,不易发生加成反应 不易发生加成反应。
单环芳烃 联苯和联多苯 苯系芳烃 如：
联苯
芳烃
多环芳烃
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第五章
芳烃—— 芳香族碳氢化合物 芳烃
（1）碳氢比高 如： C:H=1:1 C : H = 10 : 8
特点
碳碳键长介于C—C与C=C之间 (2) 碳碳键长介于C—C与C=C之间 如： 0.139nm C— C 0.154nm C=C 0.133nm
三苯甲烷 2,3-二甲基 苯基己烷 二甲基-1-苯基己烷 二甲基
苯基： 苯基： -Ph 、 芳基： -Ar 芳基： R CH2H3C-CH3
m-二甲苯 二甲苯 1,3-二甲苯 二甲苯
5、有机化学：芳香烃(6H)
γ-六六六：杀虫能力最强
三、氧化反应
O
+
O2
V2O5
350~450 C
O O
+
CO2
+
H2O
顺丁烯二酸酐/马来酸酐
这是工业上生产马来酸酐的方法之一。
700-800C + H2
2
联苯
该反应又称为脱氢反应。
四、聚合反应
n AlCl3, CuCl2 35-50C n
聚苯/聚对苯/
聚对亚苯基
产物特性：
当R相同时：RF﹥RCl﹥RBr﹥RI
当X相同时：3°RX﹥2°RX﹥1°RX
CH3 2 AlCl3
CH3 CH3 +
二甲苯
CH3CH2CH2Cl AlCl3 CH(CH3)2 + CH2CH2CH3
特点：
异丙苯（主产物，重排产物）
烷基化反应常不易停留在一元取代阶段，故不宜用来合
成简单的烷基苯；其次则有重排反应的可能。
O PhH + CH3C-Cl AlCl3 PhCOCH3 + HCl
乙酰氯
PhH + (CH3CO)2O AlCl3
苯乙酮
PhCOCH3 + CH3CO2H
乙酸酐
O + O O AlCl3 O C (CH2)2CO2H
丁二酸酐
4-苯基-4-丁酮酸
特点：
当芳环上连有强吸电子基团时，不发生酰基化反
二、化学性质
1、亲电取代反应
1.1 卤代
+ X2 Fe or FeX3 X
+ HX
卤代烃（X=Cl、Br）
卤素的活性顺序有：F2﹥Cl2﹥Br2﹥I2
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
高中化学选修五芳香烃PPT课件
-H
H- -CH3
苯环对烷基产生了影响，使 得侧链的饱和烃基变活泼，
--CH3 使得酸性高锰酸钾溶液褪色。
第20页/共35页
（1） 氧化反应
（ⅰ）燃烧（写通式）
（ⅱ）与酸性高锰酸钾反应
| —C—H
|
反应机理：
酸性高锰酸钾溶 液氧化
O || C—OH |
结论：
烷基上与苯环直接相连的碳连氢原子
第21页/共35页
KMnO4/H+
HOOC |
HOOC—
CH3 | —C—CH3 | CH3
第23页/共35页
思考与交流
苯环会对连在它上面的烷基产生影响， 烷 基是否也会对他所连接的苯环产生影响？
--CH3 --H
第24页/共35页
（2）取代反应
（ⅰ）硝化反应——回顾苯与硝酸反应
C| H3
+ 3HNO3
-CH3对苯环的影响使
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5.苯的同系物的化学性质
推 测探究
苯+溴水
甲苯+溴水
苯+酸性 高锰酸钾 甲苯+酸性 高锰酸钾
现象
结论
溴水不褪色 苯不与溴水发生加成反应
溴水不褪色
酸性高锰酸 钾溶液不褪色
甲苯也不与溴水 发生加成反应
苯不能被酸性 高锰酸钾氧化
酸性高锰酸
?
钾溶液褪色
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问 题:
苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但是甲苯和二 甲苯却可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。对比苯、 甲苯结构.思考：究竟是什么导致了酸性高锰酸 钾溶液的褪色？
（1）习惯命名法 ①苯分子中的一个氢原子被简单烷基取代后， 命名时以苯环作母体，苯环上的烃基为侧链进 行命名。先读侧链，后读苯环。
高中化学选修五：2.2《芳香烃》课件
石油化工：石油裂解、催化 裂化、烷基化等过程
合成化学：通过化学反应合成 芳香烃，如苯的合成、甲苯的
合成等
芳香烃的自然来源
石油：石油中富含芳香烃，是重要的芳香烃来源 煤：煤中含有一定量的芳香烃，可以通过煤焦油提取 植物：某些植物中含有芳香烃，如松香、樟脑等 微生物：某些微生物可以合成芳香烃，如某些细菌和真菌
侧链可以是烷基、烯基、炔 基等
芳香烃是由苯环和侧链组成 的有机化合物
芳香烃的化学性质主要取决 于苯环的结构和侧链的种类
芳香烃的同分异构体
芳香烃的同分异构体是指具有相同分子式，但结构不同的芳香烃
同分异构体可以分为链状同分异构体和环状同分异构体
链状同分异构体包括直链、支链和环状同分异构体
环状同分异构体包括单环、双环和多环同分异构体
,
汇报人：
目录
芳香烃的分类
按照碳环数分类：单环芳香烃、多环芳香烃
按照碳环结构分类：苯环、萘环、蒽环等
按照取代基分类：烷基芳香烃、卤代芳香烃、硝基芳香烃等
按照芳香性分类：苯环、萘环、蒽环等具有芳香性，而烷基芳香烃、卤代芳香烃、硝 基芳香烃等不具有芳香性。
芳香烃的结构
苯环是芳香烃的基本结构，由 六个碳原子和六个氢原子组成
汇报人：
同分异构体的存在使得芳香烃具有多种结构和性质，对化学研究和应 用具有重要意义
芳香烃的物理性质
添加标题 添加标题
状态：常温下为液 气味：有特殊气味 体或固体
添加标题熔点：较高Fra bibliotek添加标题
溶解性：易溶于有 机溶剂，难溶于水
添加标题
颜色：无色或淡黄 色
添加标题
密度：比水大
添加标题
沸点：较高
添加标题
《有机化学》第五章芳香烃
CH(CH3)2
CH 2CH=CH 2
异丙苯
3-苯基丙烯
CH3 CH3
1，2-二甲苯 （邻二甲苯）
CH 3
CH3
CH3 1，3-二甲苯 （间二甲苯）
1，4-二甲苯 （对二甲苯）
CH 3
CH 3CHCH 2CHCH 3 CH3
CH3 C=C
C2H5
H
2-甲基-4-苯基戊烷
2-苯基-2-戊烯
芳基：Ar- 苯基： C6H5- , Ph
CH2CH3
+ CH3CH=CH2 无水AlCl3
CH(CH3)2
当苯环上有强的吸电子基时，烷基化反应不容易进行。
比较：烷基ห้องสมุดไป่ตู้与酰基化的异同
相同：① 催化剂相同 ② 反应历程相似 ③ 苯环上有吸电子基时不能发生付-克反应
不同：① 烷基化能发生异构化，而酰基化不能； ② 烷基化不停留在一取代物上，而酰基化停留 在一取代物上； ③ 二者催化剂用量不同，烷基化用量少，酰基 化用量多。
第五章 芳香烃
学习要求：
1.了解芳香烃的分类；掌握苯系单环芳烃的异构和命名 2. 掌握苯的结构及其化学性质 3. 掌握芳烃亲电取代的定位规律及其理论解释 4. 了解稠环芳香烃、非苯芳香烃；掌握休克尔规则
重点：
苯的结构及其化学性质；芳烃取代的定位规律及 休克尔规则
本章主要内容
第一部分 单环芳烃的概述及性质 第二部分 芳香烃的亲电取代反应历程 第三部分 芳烃亲电取代的定位规律 第四部分 稠环芳香烃概述 第五部分 休克尔规则和非苯芳香体系
二、亲电试剂与芳烃反应，得到中间体σ—配合物
H
+ Cl+
+ Cl
三、σ－配合物脱去一个质子，形成芳烃的取代产物
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0℃ SO3H
4-甲基-1－萘磺酸
80％
SO3H HNO3－H2SO4
NO2 SO3H
SO3H
NO2
5-硝基-2－萘磺酸
8-硝基-2－萘磺酸
②加成反应
H2，Ni 140～160℃，3MPa
四氢化萘
H2，Ni 200℃，10～30MPa
十氢化萘
③氧化反应
V2O5 O2 （空气） 460℃
O
C O
C
邻甲苯磺酸
（4）付氏反应（付列德尔－克拉夫茨）
（A）烷基化反应（引入烷基的反应）
无水AlCl3
CH3 CH2 Br
80 ℃
CH2CH3 HBr
乙苯
常用催化剂：AlCl3、FeCl3、SnCl4、SbCl3、ZnCl2等 路易斯酸和HF、H2SO4、H3PO4等质子酸
常用烷化剂：卤烷、烯烃、醇
CH2
Cl
+0.043 +0.116 +0.028
O
CH3
NH2
NO
思考题：下列一取代苯在进行硝化反应时，将 主要得到什么产物：
+
Cl
COOH NH3
NH COCH3 NH CH3 2
O CH3
CONH2
O O CCH3
O C OCH3
（二）二取代苯的定位效应
引入第三个取代基的情况： ①两个取代基的定位效应一致
Cl
Cl
实验结果表明，苯环上原有的取代基按其 进行亲电取代时的定位效应，大致分为两类：
（1）邻对位定位基（第一类定位基）
－N（CH3）2 －NH2 －OH -OCH3 -NH-C-CH3
甲氧基
O 乙酰氨基
-O-C-CH3 -CH3(R) -X(-Cl,-Br) -CH2COOH
O
（致钝基团）
乙酸亚甲基
CH3
CH3
CH3
邻甲苯基 间甲苯基 对甲苯基
思考题：命名下列化合物
CH3
CH3 CH2 CH3
CH CH3 2
CH2CH2 CH3
对异丙基甲苯
2－乙基－4－正丙基甲苯
CH3 CH CH CH CH3 CH3
4－邻甲苯基－2－戊烯
多官能团化合物的命名
分子中含有两个或两个以上官能团的化合物， 叫做多官能团化合物。
萘的α－碳原子上的电子密度较高，β－碳 原子上次之，中间两个共用碳原子上更低，因 此亲电取代反应一般发生在α位。
（A）卤化
Cl
Cl2
FeCl3
100~110℃，91％
HCl －氯萘（1-氯萘）
Br2
CCl4
沸，72％～91％
Br HCl
－溴萘（1-溴萘）
（B）硝化
NO2
HNO3
H2SO4
30~60℃，95％
乙酰氧基
强
致活能力
弱
（2）间位定位基（第二类定位基）
－N+（CH3）2 －NO2 －CN －SO3H －C－H(R) -C-OH -CCl3
强
O
O
致钝能力
弱
解释：取代基对苯环上电子云密度布的影 响是通过诱导效应和共轭效应的影响。
0
0
0
0
0
0
NH2 －0.03
0 －0.02
NO2
+0.26 +0.192 +0.0274
（2）硝化
浓H2SO4 HNO3 50-60℃
CH3
浓H2SO4
HNO3 10-30℃
NO2
硝基苯 CH3
NO2
H2O
CH3
邻硝基甲苯
NO2 对硝基甲苯
注：甲苯比苯易硝化
（3）磺化
浓H2SO4 ，70-80℃
或发烟硫酸
SO3H H2O 苯磺酸
浓H2SO4 （98％）
SO3H H2O 苯磺酸
多官能团化合物的命名要点如下： （1）官能团的优先次序：（按优先递降排列）
类别 羧酸 磺酸 羧酸酯 酰氯 酰胺 氰
官能团 COOH SO3H COOR COCl CONH2 CN
类别 官能团
醛 CHO
酮C
O
醇
OH
酚
OH
硫醇 SH
类别
官能团
炔烃
CC
烯烃
CC
醚
O
氯化物
Cl
硝基化合物 NO2
（2）母体确定后，所余下的官能团和取代 基（如烷基等）均为取代基，取代基的排列 按优先基团原则； （3）最后将取代基的名称依次排放在母体 名称之前，即得全名。
第五章 芳香烃
5.1 芳香性 5.2 芳香烃的分类和命名 5.3 苯的分子结构 5.4 单环芳烃的物理性质 5.5 单环芳烃的化学性质 5.6 苯环取代的定位规律 5.7 稠环芳烃
5.1 芳香性
（一）定义：芳香族碳氢化合物叫做芳香烃 芳烃及其衍生物统称芳香族化合物。 芳烃一般是指分子中含有苯环结构的烃。
CH2
无水AlCl3
90-100 ℃
CH2CH3
乙苯
解释： 1、烷基化剂所含的碳原子数≥3时，烷基常常
发生异构化；
CH3CH
CH2
无水AlCl3
90-100 ℃
CHCH3 CH3
异丙苯
2、除得到一烷基化产物外，还生成多烷基化产物；
3、烷基化反应是可逆反应，反应时常发生歧化反应
（B）酰基化反应
O CH3C Cl
3 H2 Ni
3Cl 2
日光或紫外光
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
5.5.3 氧化反应
（1）侧链的氧化
CH3
注：
CH2 CH3
K Mn O 4
COOH ①强氧化剂高锰酸钾、 重铬酸钾或硝酸
CH CH3 2
②苯环上侧链有α-H无 论链多长，氧化的主要
C CH3 3 K MnO4
不反应
产物都是芳基甲酸 ③鉴别苯和苯的同系物
5.5 单环芳烃的化学性质
化学反应主要表现
CH2 R
-碳原子
1、苯环上的氢原子被取代 2、苯环发生加成反应 3、苯环发生氧化反应 4、α碳原子上的取代反应和
氧化反应
5.5.1 取代反应
亲电取代反应历程分三步进行：
第一步：试剂解离（或在催化剂的作用下）
A-B
A+＋ B –
第二步：
＋ A+
HA
慢
+
HA
COOH
HNO3 H2SO4
COOH NO2
CH3
HNO3 H2SO4
CH3
NO2
CH3 NO2
KMn O 4 H+
COOH NO2
5.7 稠环芳烃
(一)萘 (1)结构
与苯分子不同，萘分子
8
中的碳原子是不等同的， 7
通常采用下列两种标记 6
以示区别：
5
1
2
3 4
（2）萘的化学性质 ①取代反应
5.6苯环取代的定位规律
（一）一取代苯的定位效应
当苯环已有一个取代基再进行亲电取代反应
时，新引进的取代基可以进入原有取代基的邻间
和对位，生成三种异构体。
Z
Z
Z
Z
HNO3
NO2
H2SO4
+
+
NO2 NO2
问题：已有的取代基，对新进入的取代基的定位作 用以哪一种为主，即以哪一种异构体为主？
CH3
CH3
无水AlCl3
70-80 ℃
C CH3 O
苯乙酮
O
CH3C
O
CH3C
O
无水AlCl3
70-80 ℃
C CH3 O
苯乙酮
O CH3C OH
酰基化剂：酰氯、酸酐、酯、光气（COCl2）
解释：1、这一反应是制备芳酮的重要方法； 2、芳烃的酰基化反应停留在一酰基化产物阶段， 且不发生重排 3、苯环上有-NO2、-SO3H、-CN，不发生付氏反应
思考题：
完成下列反应：
CH3 Br 2
Fe Cl 3
光
CH3
CH3
Br
Br CH2 Br
2、
CH3 CH2CH2 CH2 Br Al Br 3
3、
O C Cl
Al Cl 3
4、
CH3 C
CH2 Al Cl 3
CH3
CH CH2 CH3 CH3 C O
C CH3 3
5.5.2 加成反应
H2O －硝基萘
NO2
HNO3－H2SO4
0℃
NO2
NO2 NO2
NO2
1，5-二硝基萘 1，8-二硝基萘
CH3 HNO3－HOAC
NO2
CH3
80℃ 4-甲基-1－硝基萘 70％－80％
（C）磺化
浓H2SO4
80℃
SO3H H2O
－萘磺酸
165℃
SO3H H2O
－萘磺酸
CH3
CH3
ClSO3H-CCl4
CH3
思考题：
下列化合物进行一元硝化反应时，主要生成什么产物？
(1)
CH2
(3)
OC
O
(2) CH3 (4)
C O
C NH O
（三）定位规律的应用
指导合成多官能团取代的苯
例一，
Br
Br 2
FeCl3
N O2 Br
HNO3 H2SO4
Br
Br NO2
N O2
例二， CH3
COOH
NO2
CH3 KMn O 4 H+