最新7苯的结构命名和性质
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7
苯环结构的表示方法:
或
符合习惯
强调离域
苯的真实结构是由若干个共振结构式叠加成的共振杂化体。
归纳芳烃的共性：
结构： 环状闭合共轭体系
闭合环状体系、 有较大离域的化合物
一定有芳香性？
较大的离域能
化学性质：环稳定，不易加成、氧化，易取代。 8
7.1.3 休克尔规则及芳香性的判断(P153)
当年芳香性引起了人们极大的兴趣。 人们偿试着合成类似苯一样的闭环体系
㈠ 符合4n+2（休克尔规则）的就是具有芳香性。 ㈡ 符合4n的为反芳香性化合物。
㈢ 而非共面的环状共轭烯烃分子则为非芳香性化合 物。
随着结构理论的发展，芳香性概念还在不断深化 发展。
14
7.2 芳烃的异构和命名
1.一元取代苯的命名(P156)
➢当苯环上连的是简单烷基（R-），-NO2，-X等基团时，则 以苯环为母体，叫做 “ 某某苯 ”。
满足芳香性的三个条件： 1.共轭的连续性(都是SP2杂化)。 2.有 4n+2 个π电子即 2, 6, 10, …(不是C原子数)。 3.闭合环状平面 或近似平面分子。
10
例：
4e(≠4n+2)
反芳香性
6e(=4n+2)
有sp3杂化无芳香性
3) 非苯芳香化合物(P154)
（）
8e(≠4n+2)
非平面无芳香性
间二甲苯 m -二甲苯
1，3-二甲苯
对二甲苯 p -二甲苯
1，4-二甲苯
17
3.三元取代苯的命名
➢取代基的位置用连、均、偏或用编号表示。
CH3
CH3 CH3
1,2,3-三甲苯 连三甲苯
CH3
H3C
CH3
1,3,5-三甲苯 均三甲苯
CH3 CH3
CH3
1,2,4-三甲苯 偏三甲苯
18
4.含多个不同官能团化合物的命名:
1. n=0, π电子数＝2 环丙烯基正离子
11
2. n=1, π电子数＝6 (1)环戊二烯负离子
H
H
(2)环庚三烯正离子
H
12
3. n=2, π电子数＝10 环辛四烯双负离子
+ 2K
2
芳香性
+ 2K+
有芳香性：
H
无芳香性：
2
H
13
总结
凡共面的环上原子均为SP2杂化的环状共轭分子或
离子, 其π电子数：
H
H
H
Kekulé式中有单双键之分，
H
H 但事实上键长一样.
H
Kekulé式并不能表明苯的真实结构
5
价键结构:
H
H
H
1.09Å
120º 120º H
120º
H
H
1.39Å
结构特点: 1.C 是 sp2 杂化。 2.平面分子。 3.六个未杂化的 p 轨道互相平 行，垂直于该平面，相邻两个 彼此交盖，形成一个闭合的环 状大π 键，使苯非常稳定。 4.六个P电子离域，均匀分布在 六个C上，象两个面包圈，分 别位于平面的上、下方。
环丁二烯
不稳定，没有芳香性！
环辛四烯 和烯烃一样活泼，无芳香性
9
芳香性，Hückel 规则(P153)
1) 芳香性
•芳香化合物是环状平面 (或近似平面)的分子，闭 合共轭体系，比相应的开链化合物稳定。 •具有高度的不饱和性，不易加成易取代。
2) Hückel (休克尔)规则:判断有机物分子是否具有芳香性的依据
7苯的结构命名和性质
单环：含一个苯环
CH3
CH2CH3
CH=CH2
苯系芳烃 多环芳烃：含两个以上独立苯环
芳
14
C H 2
香
稠环芳烃：含两个或两个以上苯环，彼此间
族
共用两个相邻的碳原子结合而成
化
合
物
非苯系芳烃 不含苯环的芳烃
2
7.1 苯的结构和芳香性
1825年，由法拉弟(M.Farady)从照明气中首先 分离得到苯，并测得其组成元素：C和H。
6Hale Waihona Puke Baidu
氢化热(ΔH) : 1摩尔不饱和化合物氢化时所放出的热量。
1,3,5-环己三烯
119.5
239 231.8
benzene
358.5
150kJ/mol 离域能 共振能
208.5
由氢化热数据可知，苯比设想的 1,3,5-环己三烯稳定的多（低150kJ/mol）。 苯的高度稳定性是由于π 电子的充分离域引起的共振。 苯很难发生亲电加成，因为它比 1,3-环己二烯还稳定。
2-甲 基 2 --4 甲 -苯 基 基 -4 己 -苯 烷 基 己 苯 烷 甲 酸 苯 甲 酸 苯 磺 酸 苯 磺 酸
SO3H
CH CH2
C CH
苯磺酸
苯乙烯
苯乙炔
16
2. 二元取代苯的命名
➢取代基的位置用邻、间、对(o-、m- 、p-)或用编号表示。
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
邻二甲苯 o -二甲苯 1，2-二甲苯
➢ 按照官能团优先规则,选择优先官能团为母体,其编号为1 位，将其它取代基位号按尽可能小的方向循苯环编号.
常见官能团的优先次序:
–SO3H、–COOH> –COOR、–COX/(NH2) > -CN> –CHO、
–C=O> C=C >
–OH(醇) 苯 > –R
> -OH(酚) > >–F > – Cl >
1833年，米歇尔利希(E.Mitscherlich)采用蒸 汽密度法确定了苯的分子式：C6H6。
苯的不饱和度为4，这应该是一种高度不饱和的 结构。似乎应具有不饱和烃的相关反应特性。
3
CH3CH2CH CH2
Br2 CCl4
Br
CH3CH2CH CH Br
KMnO4 H+
CH3CH2COOH
苯
Br2 CCl4
–OR – Br
> >
––SIH>>–N–NOH2 2
>
C≡C、
CH3 Cl
CH3 NO2
C H 2C H 2C H 3
C H 3
正 丙 苯
甲 苯
N O 2
C l
硝 基 苯 氯 苯
15
➢当苯环上连有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO，不饱和 烃基或较复杂-R等基团时，基团为母体,则把苯环作为取代 基,叫做 “苯某某”。
C H 3C C H H 2C 3 H C C H H 2C 2C C H H H C 3 C H H 2C C 3H H 3 C H 3C O O H C O O H S O 3HS O
KMnO4 H+
苯FeX3 取代产物 Br2
苯在结构上的不饱和性与其性质上的饱和性 发生了矛盾，苯究竟是一什么样的结构？
7.1.1 凯库勒结构式
凯库勒(KekuléF A 1829-1896）， 德国化学家，大学时学建筑，受李比 希的影响改学化学，苯环结构创始人。
H
H
H
H
H
H
1858年，提出“碳原子四价学说”， 指出：碳原子间可以形成链状的结构 学说。1865年，由著名梦幻“六条蛇 头尾相咬”、“六只猴子头尾相咬”， 悟出苯环的结构 。
苯环结构的表示方法:
或
符合习惯
强调离域
苯的真实结构是由若干个共振结构式叠加成的共振杂化体。
归纳芳烃的共性：
结构： 环状闭合共轭体系
闭合环状体系、 有较大离域的化合物
一定有芳香性？
较大的离域能
化学性质：环稳定，不易加成、氧化，易取代。 8
7.1.3 休克尔规则及芳香性的判断(P153)
当年芳香性引起了人们极大的兴趣。 人们偿试着合成类似苯一样的闭环体系
㈠ 符合4n+2（休克尔规则）的就是具有芳香性。 ㈡ 符合4n的为反芳香性化合物。
㈢ 而非共面的环状共轭烯烃分子则为非芳香性化合 物。
随着结构理论的发展，芳香性概念还在不断深化 发展。
14
7.2 芳烃的异构和命名
1.一元取代苯的命名(P156)
➢当苯环上连的是简单烷基（R-），-NO2，-X等基团时，则 以苯环为母体，叫做 “ 某某苯 ”。
满足芳香性的三个条件： 1.共轭的连续性(都是SP2杂化)。 2.有 4n+2 个π电子即 2, 6, 10, …(不是C原子数)。 3.闭合环状平面 或近似平面分子。
10
例：
4e(≠4n+2)
反芳香性
6e(=4n+2)
有sp3杂化无芳香性
3) 非苯芳香化合物(P154)
（）
8e(≠4n+2)
非平面无芳香性
间二甲苯 m -二甲苯
1，3-二甲苯
对二甲苯 p -二甲苯
1，4-二甲苯
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3.三元取代苯的命名
➢取代基的位置用连、均、偏或用编号表示。
CH3
CH3 CH3
1,2,3-三甲苯 连三甲苯
CH3
H3C
CH3
1,3,5-三甲苯 均三甲苯
CH3 CH3
CH3
1,2,4-三甲苯 偏三甲苯
18
4.含多个不同官能团化合物的命名:
1. n=0, π电子数＝2 环丙烯基正离子
11
2. n=1, π电子数＝6 (1)环戊二烯负离子
H
H
(2)环庚三烯正离子
H
12
3. n=2, π电子数＝10 环辛四烯双负离子
+ 2K
2
芳香性
+ 2K+
有芳香性：
H
无芳香性：
2
H
13
总结
凡共面的环上原子均为SP2杂化的环状共轭分子或
离子, 其π电子数：
H
H
H
Kekulé式中有单双键之分，
H
H 但事实上键长一样.
H
Kekulé式并不能表明苯的真实结构
5
价键结构:
H
H
H
1.09Å
120º 120º H
120º
H
H
1.39Å
结构特点: 1.C 是 sp2 杂化。 2.平面分子。 3.六个未杂化的 p 轨道互相平 行，垂直于该平面，相邻两个 彼此交盖，形成一个闭合的环 状大π 键，使苯非常稳定。 4.六个P电子离域，均匀分布在 六个C上，象两个面包圈，分 别位于平面的上、下方。
环丁二烯
不稳定，没有芳香性！
环辛四烯 和烯烃一样活泼，无芳香性
9
芳香性，Hückel 规则(P153)
1) 芳香性
•芳香化合物是环状平面 (或近似平面)的分子，闭 合共轭体系，比相应的开链化合物稳定。 •具有高度的不饱和性，不易加成易取代。
2) Hückel (休克尔)规则:判断有机物分子是否具有芳香性的依据
7苯的结构命名和性质
单环：含一个苯环
CH3
CH2CH3
CH=CH2
苯系芳烃 多环芳烃：含两个以上独立苯环
芳
14
C H 2
香
稠环芳烃：含两个或两个以上苯环，彼此间
族
共用两个相邻的碳原子结合而成
化
合
物
非苯系芳烃 不含苯环的芳烃
2
7.1 苯的结构和芳香性
1825年，由法拉弟(M.Farady)从照明气中首先 分离得到苯，并测得其组成元素：C和H。
6Hale Waihona Puke Baidu
氢化热(ΔH) : 1摩尔不饱和化合物氢化时所放出的热量。
1,3,5-环己三烯
119.5
239 231.8
benzene
358.5
150kJ/mol 离域能 共振能
208.5
由氢化热数据可知，苯比设想的 1,3,5-环己三烯稳定的多（低150kJ/mol）。 苯的高度稳定性是由于π 电子的充分离域引起的共振。 苯很难发生亲电加成，因为它比 1,3-环己二烯还稳定。
2-甲 基 2 --4 甲 -苯 基 基 -4 己 -苯 烷 基 己 苯 烷 甲 酸 苯 甲 酸 苯 磺 酸 苯 磺 酸
SO3H
CH CH2
C CH
苯磺酸
苯乙烯
苯乙炔
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2. 二元取代苯的命名
➢取代基的位置用邻、间、对(o-、m- 、p-)或用编号表示。
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
邻二甲苯 o -二甲苯 1，2-二甲苯
➢ 按照官能团优先规则,选择优先官能团为母体,其编号为1 位，将其它取代基位号按尽可能小的方向循苯环编号.
常见官能团的优先次序:
–SO3H、–COOH> –COOR、–COX/(NH2) > -CN> –CHO、
–C=O> C=C >
–OH(醇) 苯 > –R
> -OH(酚) > >–F > – Cl >
1833年，米歇尔利希(E.Mitscherlich)采用蒸 汽密度法确定了苯的分子式：C6H6。
苯的不饱和度为4，这应该是一种高度不饱和的 结构。似乎应具有不饱和烃的相关反应特性。
3
CH3CH2CH CH2
Br2 CCl4
Br
CH3CH2CH CH Br
KMnO4 H+
CH3CH2COOH
苯
Br2 CCl4
–OR – Br
> >
––SIH>>–N–NOH2 2
>
C≡C、
CH3 Cl
CH3 NO2
C H 2C H 2C H 3
C H 3
正 丙 苯
甲 苯
N O 2
C l
硝 基 苯 氯 苯
15
➢当苯环上连有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO，不饱和 烃基或较复杂-R等基团时，基团为母体,则把苯环作为取代 基,叫做 “苯某某”。
C H 3C C H H 2C 3 H C C H H 2C 2C C H H H C 3 C H H 2C C 3H H 3 C H 3C O O H C O O H S O 3HS O
KMnO4 H+
苯FeX3 取代产物 Br2
苯在结构上的不饱和性与其性质上的饱和性 发生了矛盾，苯究竟是一什么样的结构？
7.1.1 凯库勒结构式
凯库勒(KekuléF A 1829-1896）， 德国化学家，大学时学建筑，受李比 希的影响改学化学，苯环结构创始人。
H
H
H
H
H
H
1858年，提出“碳原子四价学说”， 指出：碳原子间可以形成链状的结构 学说。1865年，由著名梦幻“六条蛇 头尾相咬”、“六只猴子头尾相咬”， 悟出苯环的结构 。