芳烃ppt课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
⒉ 二烃基苯有三种异构体
10
⒊ 三烃基苯有三种异构体
⒋ 芳基
当芳烃分子消去一个氢原子所剩下的原子团叫芳基 （Aryl）.用Ar表示。
C6H5- 叫苯基(Phenyl)。可用ph表示。 C6H5CH2- 叫苄基（苯甲基），可用bz表示。
11
⒌ 芳烃衍生物的命名
⑴ 某些取代基（硝基 -NO2，亚硝基 -NO,卤素 -X等）通常 只作取代基而不作母体。具有这些取代基的芳烃衍生物，命 名时，芳烃为母体，叫做某取代芳烃。如：
[H2O+-NO2] +SO4H
NO2
-H2O NO2
H -H+
NO2
H+ + SO4H
π 络合物
σ 络合物
H2SO4
硝基正离子NO2+是亲电试剂。
NO2
19
2.硝基苯继续硝化比苯困难
发 烟 HN 3， O N2O 浓 H 2S4O 95℃N2O
发 烟 HN 3， 11 O 0℃
N2O
N2O发 烟 H 2S4O N2O N2O
⑵ 当取代基为氨基（-NH2 ,–OH ,–CHO ,–COOH ,– SO3H 等）则把它们看作一类化合物
12
⑶ 当环上有多种取代基时，首先选择好母体。选择母体的 顺序如下：
-OR,-R,-NH2,-OH,-COR,-CHO,-CN,-CONH2,-COX,-COX.COOR.-SO3H.-COOJ.-NR3等。 在这个顺序中排在后多为母体，排在前的为取代基，如：
+ Br2
Fe
Δ
Br + HBr
注意：Br2 为液溴; 催化剂实际上是FeBr3，使Br2异裂成Br+
2.历程：
B 2r
BrF -B e 3 B r rH[F e B r4 ]-
源自文库Br
π络 合 物
σ络 合 物
BrHCl + Fe 3 B
21
3.烷基苯的卤代
CH3
FeC3 l
CH3 Cl
+ Cl
CH3 + HCl
17
（一）硝化反应
1.条件：混酸（浓硝酸+浓硫酸），加热（水浴500C）
浓H N O 3 浓H 2S O 4 55~60℃
N O2
H 2O
硝基苯（98%
）
浅黄色液体，很毒，能与 血液中的血红素作用。
硫酸的作用:浓硫酸与硝酸作用生成硝基正离子NO2+
18
反应历程：
HONO2 + HOSO2OH + NO2
*选择母体的顺序：(后为母体，前为取代基） -NO2、-NO、-X、-OR、-R、-ph、 -NH2、-OH、 -COR、-CHO、-CN、-CONH2、-COX、-COOR、 -SO3H、 -COOH、正离子
简写：苯基： 或C6H5-（ph或ø） 芳基：Aryl（Ar）
苄基：
CH2 C6H5CH2- （Bz）
按照轨道杂化理论，苯分 子中六个碳原子都以sp2杂化 轨道互相沿对称轴的方向重 叠形成六个C-C σ 键，组成 一个正六边形。每个碳原子 各以一个sp2杂化轨道分别与 氢原子1s轨道沿对称轴方向 重叠形成六个C-H σ键。由 于是sp2杂化，所以键角都是 120o,所有碳原子和氢原子都 在同一平面上。每个碳原子 还有一个垂直于σ 键平面的 p轨道，每个p轨道上有一个p 电子，六个p轨道组成了大π 键。
+ Cl2
光orΔ
CH2Cl
C2l 光orΔ
CHC2 l
C2l 光or Δ
CC3l
氯化苄 （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。因两者反应历程不同，光照卤代 为自由基历程，而前者为离子型取代反应。
13
命名小结： （1）侧链R简单：一般以苯环为母体，R作取代 基，“某烃基苯” （2）侧链R较复杂或含有不饱和键，一般以苯环 作取代基 （3）二元取代：邻（o）、间（ m ）、对（ p ） （4）侧链不为烃类时，要选母体
14
•侧链为-NO2、-NO、-X时，只作取代基而不作母体 •侧链为-NH2、-OH、-CHO、-COOH等时，苯环为取代 基，称为苯胺、苯酚、苯甲醛、本甲酸等 •环上有多个取代基时，先选好母体，再编号：
间 二 硝 基 苯 88%
极 少 量
3.烷基苯比苯易硝化
CH 3
混酸
30℃
CH 3
NO 2 混酸
CH 3
60℃ 混酸
NO 2
60℃
CH 3
CH 3
NO 2 混酸 NO 2
NO 2
NO 2
110℃
NO 2
2，4，6-三硝基甲苯 （TNT）
20
(二)卤代反应: 1.条件:催化剂(铁粉或卤化铁) 温度不高
第七章 芳烃
1
学习要求：
1． 理解苯环的结构特征，能用价键理论说明苯的结构。 2、掌握芳香烃及其衍生物的命名。 3、掌握苯及其同系物的化学性质。 4、熟悉苯环上亲电取代反应历程，掌握亲电取代反应取 代基定位规律。 5、熟悉萘的结构与性质，了解几种多环芳烃。 6、掌握休克尔规则，会判断非苯芳烃。
2
§7.1 苯的结构
一、凯库勒式 H
H
H
H
H
H
简写为
a. 分子式 C6H6 六个H等同，Ω=4
b. 难亲电加成，难氢化，难氧化
c. 苯分子为平面正六边形，C-C键长均相等 (139.7pm), 介于单、双键之间，键角1200
d. 异常的热力学稳定性
e. 一取代物只有一种，二取代物三种，三取代 物三种
3
二、苯分子结构的价键观点
4
三、苯的分子轨道模型
分子轨道理论认为，分子中六个P轨道线性组合成六个π分 子轨道，其中三个成键轨道，三个反键轨道。在基态时，苯 分子的六个π电子成对填入三个成键轨道，其能量比原子轨 道低，所以苯分子稳定，体系能量较低 。
反键轨道
E 原子轨道
成键 轨道
苯的分子轨道能级示意图
5
三个节面 ψ6
ψ4 二个节面
ψ5
E
ψ 2 一个节面
ψ3
无节面
ψ1 苯的π 电子分子轨道重叠情况
6
§7.2 芳烃的异构现象及命名
单环芳烃可以看作是苯环上的氢原子被烃基取 代的衍生物。
1、一烃基苯只的一种，没有异构体。 ①简单烃基苯命名是以苯环作为母体，称为某烃某基苯 （“某”字可略去）
9
②如烃基较复杂，即取代基较多，或有不饱和键时，也可 以把链烃当作母体，苯环当作取代基。
15
苯衍生物的偶极矩及物理性质 m.p：与对称性有关： p- > o- , m重结晶法分离出对位异构体 b.p：与偶极矩有关： o- > m- , p蒸馏法分离出邻位异构体
16
§7.3 单环芳烃的性质
一、物理性质： 一般为无色有芳香味的液体，不溶于水，相对
密度在0.86-0.93，是良好的溶剂，有一定的毒性。 二、亲电取代反应
10
⒊ 三烃基苯有三种异构体
⒋ 芳基
当芳烃分子消去一个氢原子所剩下的原子团叫芳基 （Aryl）.用Ar表示。
C6H5- 叫苯基(Phenyl)。可用ph表示。 C6H5CH2- 叫苄基（苯甲基），可用bz表示。
11
⒌ 芳烃衍生物的命名
⑴ 某些取代基（硝基 -NO2，亚硝基 -NO,卤素 -X等）通常 只作取代基而不作母体。具有这些取代基的芳烃衍生物，命 名时，芳烃为母体，叫做某取代芳烃。如：
[H2O+-NO2] +SO4H
NO2
-H2O NO2
H -H+
NO2
H+ + SO4H
π 络合物
σ 络合物
H2SO4
硝基正离子NO2+是亲电试剂。
NO2
19
2.硝基苯继续硝化比苯困难
发 烟 HN 3， O N2O 浓 H 2S4O 95℃N2O
发 烟 HN 3， 11 O 0℃
N2O
N2O发 烟 H 2S4O N2O N2O
⑵ 当取代基为氨基（-NH2 ,–OH ,–CHO ,–COOH ,– SO3H 等）则把它们看作一类化合物
12
⑶ 当环上有多种取代基时，首先选择好母体。选择母体的 顺序如下：
-OR,-R,-NH2,-OH,-COR,-CHO,-CN,-CONH2,-COX,-COX.COOR.-SO3H.-COOJ.-NR3等。 在这个顺序中排在后多为母体，排在前的为取代基，如：
+ Br2
Fe
Δ
Br + HBr
注意：Br2 为液溴; 催化剂实际上是FeBr3，使Br2异裂成Br+
2.历程：
B 2r
BrF -B e 3 B r rH[F e B r4 ]-
源自文库Br
π络 合 物
σ络 合 物
BrHCl + Fe 3 B
21
3.烷基苯的卤代
CH3
FeC3 l
CH3 Cl
+ Cl
CH3 + HCl
17
（一）硝化反应
1.条件：混酸（浓硝酸+浓硫酸），加热（水浴500C）
浓H N O 3 浓H 2S O 4 55~60℃
N O2
H 2O
硝基苯（98%
）
浅黄色液体，很毒，能与 血液中的血红素作用。
硫酸的作用:浓硫酸与硝酸作用生成硝基正离子NO2+
18
反应历程：
HONO2 + HOSO2OH + NO2
*选择母体的顺序：(后为母体，前为取代基） -NO2、-NO、-X、-OR、-R、-ph、 -NH2、-OH、 -COR、-CHO、-CN、-CONH2、-COX、-COOR、 -SO3H、 -COOH、正离子
简写：苯基： 或C6H5-（ph或ø） 芳基：Aryl（Ar）
苄基：
CH2 C6H5CH2- （Bz）
按照轨道杂化理论，苯分 子中六个碳原子都以sp2杂化 轨道互相沿对称轴的方向重 叠形成六个C-C σ 键，组成 一个正六边形。每个碳原子 各以一个sp2杂化轨道分别与 氢原子1s轨道沿对称轴方向 重叠形成六个C-H σ键。由 于是sp2杂化，所以键角都是 120o,所有碳原子和氢原子都 在同一平面上。每个碳原子 还有一个垂直于σ 键平面的 p轨道，每个p轨道上有一个p 电子，六个p轨道组成了大π 键。
+ Cl2
光orΔ
CH2Cl
C2l 光orΔ
CHC2 l
C2l 光or Δ
CC3l
氯化苄 （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。因两者反应历程不同，光照卤代 为自由基历程，而前者为离子型取代反应。
13
命名小结： （1）侧链R简单：一般以苯环为母体，R作取代 基，“某烃基苯” （2）侧链R较复杂或含有不饱和键，一般以苯环 作取代基 （3）二元取代：邻（o）、间（ m ）、对（ p ） （4）侧链不为烃类时，要选母体
14
•侧链为-NO2、-NO、-X时，只作取代基而不作母体 •侧链为-NH2、-OH、-CHO、-COOH等时，苯环为取代 基，称为苯胺、苯酚、苯甲醛、本甲酸等 •环上有多个取代基时，先选好母体，再编号：
间 二 硝 基 苯 88%
极 少 量
3.烷基苯比苯易硝化
CH 3
混酸
30℃
CH 3
NO 2 混酸
CH 3
60℃ 混酸
NO 2
60℃
CH 3
CH 3
NO 2 混酸 NO 2
NO 2
NO 2
110℃
NO 2
2，4，6-三硝基甲苯 （TNT）
20
(二)卤代反应: 1.条件:催化剂(铁粉或卤化铁) 温度不高
第七章 芳烃
1
学习要求：
1． 理解苯环的结构特征，能用价键理论说明苯的结构。 2、掌握芳香烃及其衍生物的命名。 3、掌握苯及其同系物的化学性质。 4、熟悉苯环上亲电取代反应历程，掌握亲电取代反应取 代基定位规律。 5、熟悉萘的结构与性质，了解几种多环芳烃。 6、掌握休克尔规则，会判断非苯芳烃。
2
§7.1 苯的结构
一、凯库勒式 H
H
H
H
H
H
简写为
a. 分子式 C6H6 六个H等同，Ω=4
b. 难亲电加成，难氢化，难氧化
c. 苯分子为平面正六边形，C-C键长均相等 (139.7pm), 介于单、双键之间，键角1200
d. 异常的热力学稳定性
e. 一取代物只有一种，二取代物三种，三取代 物三种
3
二、苯分子结构的价键观点
4
三、苯的分子轨道模型
分子轨道理论认为，分子中六个P轨道线性组合成六个π分 子轨道，其中三个成键轨道，三个反键轨道。在基态时，苯 分子的六个π电子成对填入三个成键轨道，其能量比原子轨 道低，所以苯分子稳定，体系能量较低 。
反键轨道
E 原子轨道
成键 轨道
苯的分子轨道能级示意图
5
三个节面 ψ6
ψ4 二个节面
ψ5
E
ψ 2 一个节面
ψ3
无节面
ψ1 苯的π 电子分子轨道重叠情况
6
§7.2 芳烃的异构现象及命名
单环芳烃可以看作是苯环上的氢原子被烃基取 代的衍生物。
1、一烃基苯只的一种，没有异构体。 ①简单烃基苯命名是以苯环作为母体，称为某烃某基苯 （“某”字可略去）
9
②如烃基较复杂，即取代基较多，或有不饱和键时，也可 以把链烃当作母体，苯环当作取代基。
15
苯衍生物的偶极矩及物理性质 m.p：与对称性有关： p- > o- , m重结晶法分离出对位异构体 b.p：与偶极矩有关： o- > m- , p蒸馏法分离出邻位异构体
16
§7.3 单环芳烃的性质
一、物理性质： 一般为无色有芳香味的液体，不溶于水，相对
密度在0.86-0.93，是良好的溶剂，有一定的毒性。 二、亲电取代反应