芳香烃的命名

五、苯环上亲电取代反应的规律
2.相对密度 单环芳烃的相对密度小于 1，但比同碳数的脂 肪烃和脂环烃大，一般在 0.8～0.9。
三、单环芳烃的物理性质
3.沸点 苯的同系物中每增加一个 -CH2-单位，沸 点平均增高约25℃。如苯、甲苯、乙苯、正 丙苯和正丁苯的沸点分别为80.1℃， 110.6℃，130℃，159.2℃ 和 183℃。含同 碳数的各种异构体的沸点很接近，如邻、间 和对二甲苯的沸点分别为 144.4℃， 139.1℃ 和 138.2℃ 。
CH3 CH3 SO3H + SO3H
43% 53% 4%
CH3 +
H2SO4 0℃
CH3 SO3H
四、苯及其同系物的化学性质
(一)苯环上亲电取代反应
应用： ①苯环上引入磺酸基，在水中溶解度增大，可用于分 离芳烃。 ②磺化反应可逆，磺酸基易水解除去，有机合成中用 来占位。
CH3 CH3
Fe,Cl2
五、苯环上亲电取代反应的规律
(二)苯环上亲电取代反应定位规律的理论解释 1.取代基的电子效应 苯环是一个对称分子，由于苯环上π电子 的高度离域，苯环上的电子云密度是完全平均分 布的，但苯环上有一个取代基后，由于取代基的 影响，环上的电子云分布就发生了变化，出现电 子云密度较大与较小的交替现象，进行亲电取代 反应的难易程度不同，进入的位臵也不同。
NO2 NO2
93%
NO2
NO2 NO2 + NO2
7%
+
～100℃
四、苯及其同系物的化学性质
(一)苯环上亲电取代反应 甲苯比苯容易硝化，主要产物是邻、对硝 基甲苯。
CH3
HNO3，H2SO4
CH3
30℃
CH3 NO2 + NO2
CH3
+
34% 3%
NO2
63%
四、苯及其同系物的化学性质
(一)苯环上亲电取代反应 (2)卤化：在卤化铁作用下，苯与卤素作 用生成卤化苯的反应称作卤化反应。
苯的凯库勒式结构
一、苯分子的结构
研究证明： 苯是平面正六边形。 键角120°，碳碳键长0.140nm
1、杂化轨道理论： 碳 sp2杂化和共轭大π键
H H H H
H H
一、苯分子的结构
苯的6个碳碳键完全相同,无单 双键的区别，苯结构式另一写 法：
二、单环芳烃的命名
一元取代物，以苯环为母体，烷基为取代基，如：
三、单环芳烃的物理性质
4.熔点在同分异构体中，结构对称的异构体具有较高的熔点。
邻、间、对二甲苯的熔点分别为 -25.5℃、-47.9℃ 和 13.3℃，可用低温结晶的方法使对二甲苯分离出来。
一 些 单 环 芳 烃 的 物 理 性 质
四、苯及其同系物的化学性质
苯环具有环状的共轭π键，它有特殊的稳 定性，没有典型的碳碳双键的性质，不易加 成和氧化。同时苯环上的π电子云暴露在苯 环平面的上方和下方，容易受到亲电试剂的 进攻，发生亲电取代反应。
浓 H2SO4
50~ 60 。 C
+
HNO3
NO2
+
H2O
四、苯及其同系物的化学性质
(一)苯环上亲电取代反应
硝化反应机理：
.. .. 酸 碱 质子化的硝酸
硝基正离子
四、苯及其同系物的化学性质
(一)苯环上亲电取代反应 硝基苯继续硝化比苯困难，生成的产物主 要为间二硝基苯。
NO2
HNO3（发烟），H2SO4
无 AlCl3 水
（ 65 ~69 % ）
（ 31 ~35 % )?
四、苯及其同系物的化学性质
(4)傅瑞德尔-克拉夫茨反应 ①傅—克烷基化反应 例如： 烷基化试剂也可是烯烃或醇。
CH3
四、苯及其同系物的化学性质
(4)傅瑞德尔-克拉夫茨反应 ②傅—克酰基化反应 在无水氯化铝催化下，芳烃与酰氯（R-CO-Cl）反应 生成芳酮是典型的傅—克酰基化反应。
2-甲基-2-苯基丁烷
练习
P83---P105----
习题1、2 习题17、19(1)(2)
三、单环芳烃的物理性质
1.溶解性 单环芳烃有特殊的气味，蒸气有毒，对呼吸道、中枢 神经和造血器官产生损害。
苯及其同系物多数为液体，不溶于水，可溶于乙醚、 四氯化碳、乙醇、 石油醚等有机溶剂。
三、单环芳烃的物理性质
五、苯环上亲电取代反应的规律
(一)两类定位基 ——邻、对位定位基和间位定位基 1.第一类定位基——邻、对位定位基 使新引入的取代基主要进入原基团邻位和 对位（邻对位产物之和大于60%），且一般活化 苯环，使取代反应比苯易进行。 例如：
.. O 、 N(CH3)2
-
、
.. .. .. .. NH2 、 O H 、 O CH3 、 NHCOCH 3
O
+
O Cl
无 AlCl3 水
CH3 C
O CH3 C
C
CH3
+
HCl
O
水 O 无 AlCl3
+
C CH3
+
CH3COOH
CH3 C O
四、苯及其同系物的化学性质
(4)傅瑞德尔-克拉夫茨反应 ②傅—克酰基化反应 酰基化反应的特点：产物纯、产量高（因 酰基不发生异构化，也不发生多元取代）。
练习
P88----习题4
第七章
芳香烃
多环芳烃： 分子中含有两个或两个以上独立的苯 环结构的芳烃。
CH
CH=CH
三苯甲烷
1,2-二苯乙烯
第七章
芳香烃
稠环芳烃 分子中含有两个或两个以 上苯环彼此通过共用相邻的两个碳原子 稠合而成的芳烃。
8 7 6 5 10 4 9 1 2 3
蒽
一、苯分子的结构
1865年凯库勒从苯的分子式C6H6出发,根据 苯的一元取代物只有一种（说明六个氢原子是 等同的事实，提出了苯的环状构造式。
四、苯及其同系物的化学性质
(一)苯环上亲电取代反应 卤化反应机理：
+ -
Br2
+ +
FeBr3
+ -
Br FeBr3
Br
FeBr3
Br
Br
四、苯及其同系物的化学性质
(一)苯环上亲电取代反应 氯苯继续氯化比苯困难，产物主要是邻二 氯苯和对二氯苯。
Cl + Cl2
Fe
Cl Cl +
Cl
Cl
四、苯及其同系物的化学性质
(一)苯环上亲电取代反应
磺化反应机理：
+
四、苯及其同系物的化学性质
(一)苯环上亲电取代反应 苯磺酸再磺化比苯困难，须采用发烟硫酸并在 较高温度下进行。再磺化产物主要是间苯二磺 酸。
H2SO4-SO3 200～300℃
+
+
72%
28%
四、苯及其同系物的化学性质
(一)苯环上亲电取代反应 甲苯比苯容易磺化，主要得到邻对位的产物。
AlCl3
R+
+
[AlCl4] H R
[AlCl4] -
+ R+
R
+
+
AlCl3
+ HCl
四、苯及其同系物的化学性质
(4)傅瑞德尔-克拉夫茨反应 ①傅—克烷基化反应 在烷基化中,引入的烷基 含有三个或三个以上碳原子时,常常发生重排,生 成重排产物.
CH(CH )2 3
+
CH2CH2CH3
+
CH3CH2CH2Cl
CH3
CH2CH3
CH2CH2CH3
甲苯
乙苯
丙苯
二、单环芳烃的命名
二元取代物，有三种异构体：
CH3 CH3 CH3 CH3 CH3
CH3
邻二甲苯 1，2-二甲苯
间二甲苯 1，3-二甲苯
对二wk.baidu.com苯 1，4二甲苯
二、单环芳烃的命名
三元取代物，有三种异构体：
CH3 CH3 CH3 CH3 H3C CH3 CH3 CH3 CH3
CCl3
四、苯及其同系物的化学性质
(四)芳烃侧链上的反应
2.氧化：苯环侧链上有α-H原子时，苯环的 侧链较易被氧化成羧酸。且不论侧链长短， 最终都被氧化成羧基。
CH3
KMnO 4 /H+
COOH
CH3
KMnO 4 /H+
COOH CH2CH3
COOH
四、苯及其同系物的化学性质
(四)芳烃侧链上的反应
第 七 章
【教学要求】
芳香烃
1. 熟练掌握用系统命名法命名芳香烃和芳香族 化合物。 2. 使学生掌握苯及其同系物的化学性质。 3. 使学生理解苯环上的亲电取代反应。 4. 了解亲电取代反应的影响因素，熟练应用亲 电取代反应定位规律判断反应的主要产物， 芳环的化学活性和确定合成路线。 5. 理解芳香性概念及应用。 6. 了解常见多环芳烃及稠环芳烃的结构与性质。
第 七 章
芳香烃
【教学重点和难点】
1. 苯及其同系物的化学性质。 2. 苯环的亲电取代反应及其反应机理。 3. 苯环亲电取代反应的定位规律。
第七章
芳香烃
芳香族碳氢化合物简称芳香烃或芳烃,一 般指分子中含有苯环结构的烃。按所含苯 环的数目和结构可分三大类： 单环芳烃：只含一个苯环
CH3 CH2CH3 CH2CH2CH3
四、苯及其同系物的化学性质
(二)加成反应 苯环易起取代反应而难起加成反应，但并不 是绝对的，在特定条件下，也能发生某些加成 反应。
1.加氢：在催化剂Pt、Pd、雷内Ni等作用下， 苯环能与氢和氯加成。
Ni 加 压 180~ 250。 C
+
3 H2
四、苯及其同系物的化学性质
(二)加成反应 苯环易起取代反应而难起加成反应，但并不 是绝对的，在特定条件下，也能发生某些加成 反应。
2.加氯：在日光或紫外线照射下，苯能与氯加 成，生成六氯环己烷。
Cl
+
3 Cl2
光 或紫 线 外
Cl . Cl Cl
Cl Cl
四、苯及其同系物的化学性质
(三)氧化反应 苯环一般不易氧化，在特定激烈的条件 下，苯环可被氧化破坏。例如：
O V2O5
400~ 500。 C
H
2
C C
C O
+ 4 CO2 +
2.氧化：但是，若侧链的α-碳原子上无氢原 子，侧链不能被氧化。
CH3
KMnO 4 /H+
COOH
C(CH3)3
C(CH3)3
五、苯环上亲电取代反应的规律
苯环上已有的取代基不仅影响第二个取代基 进入苯环的难易，而且还影响其进入苯环的位臵。 我们把苯环上原有取代基的这种作用，称为苯环 上亲电取代反应的定位效应，苯环上原有的取代 基称为定位基，根据原有取代基对苯环亲电取代 反应的影响——即新引入取代基导入的位臵和反 应的难易分为两类。
.. 、 O COCH3
、
CH3(
、 R)
.. X (Cl、Br I )等 、
五、苯环上亲电取代反应的规律
(一)两类定位基 ——邻、对位定位基和间位定位基 2.第二类定位基——间位定位基 使新引入的取代基主要进入原基团间位 （间位产物大于50%），且钝化苯环，使取代反 应比苯难进行。 例如：
+ NH 3 、 N(CH 3)3 、 NO2 、 C N 、 SO3H 、 CHO 、 COR 、 COOH 、 CONH 2等 +
2
+ 9O 2
4 H2 O
H
C O
四、苯及其同系物的化学性质
(四)芳烃侧链上的反应 1.卤化：芳烃侧链上的卤化与烷烃卤化一样， 是自由基反应。在加热或日光照射下，反应 主要发生在与苯环之接相连的α-H原子上。
CH3
+
CH2Cl Cl2
光 照 或 温 高 Cl2 光 或 温 照 高
CHCl 2
Cl2 光 或 温 照 高
H2SO4
CH3 Cl SO3H
H+,H2O ～150℃
CH3 Cl
SO3H
四、苯及其同系物的化学性质
(4)傅瑞德尔-克拉夫茨反应
1877年法国化学家付瑞德和美国化学家克拉夫 茨发现了制备烷基苯和芳酮的反应，简称为 傅—克反应。 前者叫傅—克烷基化反应， 后者叫傅—克酰基化反应。
四、苯及其同系物的化学性质
连三甲苯 1，2，3-三甲苯
均三甲苯 1，3-，5-三甲苯
偏三甲苯 1，2，4-三甲苯
二、单环芳烃的命名
不饱和烃基苯和复杂烷基苯：苯环上连有不饱 和烃基或复杂烷基时，一般把苯作取代基来命 名。
CH3 CH=CH 2 C CH CH2 CH =CH2 CH3 C CH2 CH3
苯乙烯
苯乙炔
3-苯基丙烯
(4)傅瑞德尔-克拉夫茨反应
①傅—克烷基化反应 苯与烷基化剂在路易斯酸的催化下生成烷基苯的反应 称为傅—克烷基化反应。
无 水 AlCl3
+
CH3CH2Cl
0 ~ 25。 C
CH2CH3
+
HCl
四、苯及其同系物的化学性质
(4)傅瑞德尔-克拉夫茨反应 ①傅—克烷基化反应 烷基化反应机理：
_ R Cl
+
(一)苯环上亲电取代反应 甲苯的氯化比苯容易，产物主要是邻氯甲 苯和对氯甲苯。
CH3 + Cl2 CH3 Cl + Cl CH3
Fe
四、苯及其同系物的化学性质
(一)苯环上亲电取代反应 （3）磺化：苯与浓 H2SO4 或发烟 H2SO4 作用， 生成苯磺酸的反应称作磺化反应。
70～80℃ 苯磺酸
四、苯及其同系物的化学性质
四、苯及其同系物的化学性质
(一)苯环上亲电取代反应
1.苯环上亲电取代反应机理
sp2 杂化
四、苯及其同系物的化学性质
(一)苯环上亲电取代反应
1.苯环上亲电取代反应机理
（中间体） （过渡态）
四、苯及其同系物的化学性质
(一)苯环上亲电取代反应
2．苯环上亲电取代反应类型
（1）硝化：苯与浓 HNO3 和浓 H2SO4 的混合 物（又称混酸）作用生成硝基苯的反应称作 硝化反应。