有机化学各大名校考研真题第七章 多环芳烃与非苯芳烃
有机化学第七章(多)
4 3 2 1
1
α-甲基萘 β-甲基萘 1-甲基萘 2-甲基萘
SO3H
5 4 NO2
SO3H 2 3
4 3 2 1 OH
CH3 5
4-甲基-1-萘磺酸 5-硝基-2-萘磺酸
5-甲基-1质: (1)性状:无色片状晶体,mp:80.2℃,bp:218 ℃,有特殊气味。 性状: 有特殊气味。 性状 无色片状晶体, ℃ 有特殊气味 (2)易升华,蒸气有杀菌作用。用于做卫生球,用于杀菌防虫。 易升华, 易升华 蒸气有杀菌作用。用于做卫生球,用于杀菌防虫。 萘的化学性质与苯相似,但由于离域的不太好, 萘的化学性质与苯相似,但由于离域的不太好,π电子云不是均匀 分布,所以反应活性与苯相比,不仅比苯易进行亲电取代反应, 分布,所以反应活性与苯相比,不仅比苯易进行亲电取代反应, 而且也较易进行加成和氧化反应。 而且也较易进行加成和氧化反应。 1.亲电取代反应 亲电取代反应 萘环上的π电子云不是均匀分布,据测定,它的α 萘环上的π电子云不是均匀分布,据测定,它的α位上电子云密度 最高, 位次之, 位最低, 最高,β位次之,γ位最低,所以萘的亲电取代反应一般发生在 特殊情况下也能在β位反应。 α位。特殊情况下也能在β位反应。
CH3
(2)原来取代基为第二类定位基时,则钝化芳环,主要发生异环α 原来取代基为第二类定位基时,则钝化芳环,主要发生异环α 原来取代基为第二类定位基时 位取代。 -位取代。如: NO
2
NO2
萘亲电取代的定位规律
但是,萘的亲电取代反应有的不遵循定位规律, 但是,萘的亲电取代反应有的不遵循定位规律,如:
H2 SO4 H2O
9,10-蒽醌和它的衍生物是蒽醌类染料的主要原料。 -蒽醌和它的衍生物是蒽醌类染料的主要原料。
有机化学各大名校考研真题第七章多环芳烃与非苯芳烃
有机化学各大名校考研真题第七章多环芳烃与非苯芳烃-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第七章多环芳烃与非苯芳烃1.以奈为原料合成维生素K3.OCH3O解:以奈为原料合成维生素K3有以下几步(1)OHK2C2O7H+OO(2) OO[H]OHOH(3) OH3CH3IOHCH3(4) OHOHCH3K2C2O7H+OCH3O2.由指定的原料和必要的试剂合成下列化合物HCCH3CH3CH3解。
各步反应如下23CH 3CH 2CH 2Cl3OO O AlCl 3CH(CH 3)2COCH 2CH 2COOH CH(CH 3)2CH(CH 3)2CH 2CH 2CH 2COOHZn-Hg HClSOCl 2CH(CH 3)2CH 2CH 2CH 2COCl AlCl 3(H 3C)2HCOCH 3MgBr (H 3C)2HCH 3COMgBr-(H 3C)2HCH 3CPb-C 脱氢(H 3C)2HCH 3C3从2-甲基奈合成1-溴-7甲基奈。
解;合成步骤如下所示:CH 3浓H 2SO 4Br 2FeTM4,完成下列反应,写出主要产物H 2SO 4(2)H +(2)(1)解:根据奈与H2SO4磺化反应在高温下发生磺化反应,有;4H 2SO 4SO3HOHNaOH H +所以(1)为SO 3H,(2)为OH5.完成下列反应H 3CNO 3+Br 2Fe 粉解:联苯的性质与苯的性质类类似,在此反应中,甲基是第一类定位基,硝基是第二类定位基,取代反应后,溴进入甲基的邻对位,所以得到取代产物为BrH 3CNO 3.6.完成下列反应;H 2SO 4165℃(1)Na 2SO 4(2)NaOH,(3)H(K)混酸(J)解;根据奈的磺化反应可知J 为SO 3H;J 经过一系列反应后可知K 为OH;K 与混酸发生硝化反应,因为羟基是邻对位定位基,在β位上,所以硝基只能取代在与它相邻的α位上,从而得到L 为OHNO 3。
华东理工大学有机化学考研练习题及答案
1(醇醚O 以sp 3杂化)H-BrCH 2Cl 2CH 3OHCH 3OCH 3(1)(2)(3)(4)(5)(6)CH 3CH 3ClCl CClCl CH 3CH3CC解答:H-Br无CH(1)(2)(3)(4)(5)(6)3Cl Cl CH 3CH 3C2. 根据S 与O 的电负性差别,H 2O 与H 2S 相比,哪个有较强的偶极-偶极作用力或氢键?答案:电负性 O > S , H 2O 与H 2S 相比,H 2O 有较强的偶极作用及氢键。
3. 预测下列各对物质的酸性相对强弱。
(1) H 3O +和N +H 4 (2) H 3O +和H 2O (3) N +H 4和NH 3 (4) H 2S 和HS - (5) H 2O 和OH -解答:(1) H 3O +> N +H 4 (2) H 3O +>H 2O (3) N +H 4>NH 3 (4) H 2S>HS - (5) H 2O >OH -4.把下列各组物质按碱性强弱排列成序。
F -, OH -, NH 2-, CH 3-HF, H 2O, NH 3F -, Cl -, Br -, I -(1)(2)(3)解答:HF< H 2O< NH 3F -< OH -< NH 2-< CH 3-F ->Cl -> Br -> I -(1)(2)(3)5.下列物种哪些是亲电试剂?哪些是亲核试剂?H +, Cl +, H 2O, CN -, RCH 2-, RNH 3+, NO 2+, R CO +,OH -, NH 2-, NH 3, RO-解答:亲电试剂 H +, Cl +, RNH 3+, NO 2+, R ―C=O +亲核试剂 H 2O, CN -, RCH 2-, OH -, NH 2-, NH 3, RO -1.用中文系统命名法命名或写出结构式。
CH 3CH 2CHCH 2CH 2CCH 2CH 3CH 3CH 3CH H 3C CH 3CH 3CHCCCH 3CH 2CH 2CH 2CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3(1)(2)CH 3CHCH 2CH 2CH 2CHCHCH 2CH 3CH 3CH 3H 3C(3)(4)(5) 四甲基丁烷 (6) 异己烷解答:(1) 2,6,6-三甲基-3-乙基辛烷。
多环芳烃-2013
• 萘具有 255kJ/mol 的共振能 ( 离域能 ), 苯 ( 高 ) 具有 152 kJ/mol, 所以萘的稳定性比苯弱,萘比苯容易发生加成 和氧化反应,萘的取代反应也比苯容易进行.
(A) 取代反应 •萘可以起卤化,硝化,磺化等亲电取代反应;
•萘的位比位活性高,一般得到取代产物.
(a) 卤化
•取代反应 -- 已经合成出一些稳定的含有取代 环丙烯正离子的盐:
神奇的全碳分子——富勒烯
C60
C70
完成下列各反应式:
用化学方法区别下列各组化合物: (1) 1,3-环己二烯,苯和1-己炔
(2) 苯和1,3,5-己三烯
写出下列各反应的机理:
CH3 C6H5 CH3 C=CH2
H2SO4
C C
(A) 当第一个取代基是邻对位定位基时
• 由于它能使和它连接的环活化,因此第二个取代基就 进入该环 , 即发生“同环取代” . 若原来取代基是在 位,则第二取代基主要进入同环的另一位.
例:
(主要产物)
• 若原来取代基是在 位 , 则第二取代基主要进入同它 相邻的位.
(主要产物) 10 : 1(次要产物)
H2SO4
O 2N
NO 2
HNO3 H2SO4
4,4’-二硝基联苯(主要产物)
O 2N O 2N
2,4’-二硝基联苯
稠环芳烃 萘及其衍生物 •萘的分子式C10H8,是最简单的稠环芳烃. •萘是煤焦油中含量最多的化合物,约6%. (1) 萘的结构,同分异构现象和命名 A:萘的结构
•萘的结构与苯类似,是一平面状分子 •每个碳原子采取sp2杂化. •10个碳原子处于同一平面,联接成两 个稠合的六元环 •8个氢原子也处于同一平面
有机化学 徐寿昌 第二版
(C6H5)3COH (C6H5)3CBr (C6H5)3C-Na+ + NH3
(C6H5)3CH + Na+NH2
CH3CH3 pka ~50 C6H5CH3 41 NH3 34-35
(C6H5)2CH2 34
(C6H5)3CH 31.5
CH ≡ CH 25
7.2 联苯
4HC≡CH
Ni(CN)2 15-20 atm, 50oC
(70%)
无芳香性
- 2K
乙醚
=
≡
有芳香性
C-C键键长平均 化,均为1.40A。 八个碳原子共平 面。
*K给出二个电子。
7.4.2轮烯芳香性的判别
1 定义: 分子式符合(CH)n的环多次甲基化合物称为轮烯。 (n≥10) 2 命名: 轮烯是根据碳氢的数目来命名的。
COOH
电子云密度高的环易被氧化。
(2) 萘的还原
H2 / 弱催化剂 H2 / pt 高温高压 H2 / Ni (pd) Na C2H5OH 152oC Na (or Li) NH3-C2H5OH (2mol) Na C2H5OH 78oC 高温高压
Na (or Li) NH3-C2H5OH (4mol)
NO2
O2N
NO2
Br
NH2
Br2
NH2 Br
7.3 稠环化合物
1 定义:
两个或多个苯环公用两个邻位碳原子的化合物 称为稠环芳烃。
2 重要稠环化合物的名称和结构
8 7 6 5 4 1 2 3
8 9 10 1 2 3 5 4
6
5
4
3 2
萘
7 6
蒽
多环芳烃和非苯芳烃
07
稠环芳烃
08
萘
09
蒽
10
菲
(2) 多苯代脂烃类
7.1 联苯及其衍生物
700~800 ℃
+ H2
(2) 联苯的实验室制备
2
+ 2Cu
+ 2CuI
联苯为无色晶体,熔点70℃,沸点254℃,不溶于水而溶于有机溶剂.
联苯的工业制备
联苯可看成是苯的一个氢原子被苯基取代. 联苯的化学性质与苯相似,在两个苯环上均可发生磺化,硝化等取代反应.
7.2.3 菲
9,10-菲醌 菲的性质 CrO3 + CH3COOH
01
02
例: 菲的氧化:
菲的化学反应易发生在9,10位.
不完全由苯环稠合的稠环芳烃 例如苊和芴,它们都可以煤焦油洗油馏分中得到.
苊(e) 无色针状晶体
芴(wu) 无色片状结晶
芴的亚甲基上氢原子相当活泼,可被碱金属取代:
01
02
例1: 判断环丁二烯的芳香性?
电子数 = 4 . 两个电子占据能量最低的成键轨道,两个简并的非键轨道各有一个电子. 这是个极不稳定的双基自由基.
--凡电子数符合4n的离域的平面环状体系,基态下它们的组简并轨道都如环丁二烯那样缺少两个电子,也就是说,都含有半充满的电子构型,这类化合物不但没有芳香性,而且它们的能量都比相应的直链多烯烃要高的多,即它们的稳定性很差.所以通常叫做反芳香性化合物.
1
当第一个取代基是间位定位基时
例2:
例1:
01
02
邻对位定位基
复杂性(不符合规律)
7.2.2 蒽及其衍生物
(1) 蒽的来源和结构 蒽存在于煤焦油中, 分子式为C14H10
徐寿昌《有机化学》(第2版)名校考研真题(多环芳烃和非苯芳烃)【圣才出品】
第7章多环芳烃和非苯芳烃一、选择题1.下列化合物有芳香性的是()。
[华中科技大学2000研]【答案】(B),(C)【解析】(B)项分子中有6个π电子,符合休克尔规则;(C)项中的七元环带一个单位正电荷,五元环带一个单位负电荷,这样七元环和五元环的π电子数都为6个,且在同一平面内,都符合休克尔规则。
2.下列化合物中有芳香性的是()。
[中国科学院-中国科学技术大学2001研]【答案】(A)【解析】(A)中有10个π电子数,符合休克尔规则。
3.薁的亲核取代反应容易发生在哪些位置上?()[上海大学2004研]A.1、2和3位B.1和3位C.5和7位D.4、6和8位【答案】D【解析】薁的七元环带一单位正电荷,五元环带一单位负电荷,是典型的非苯芳烃,有芳香性。
七元环显正电性,易受亲核试剂的进攻,同时亲核反应发生在4、6和8位时,活性中间体中五元环带一单位负电荷,较稳定。
4.如果薁进行亲电取代反应,那么容易发生在哪些位置上呢?()[上海大学2004研]A.1、2和3位B.1和3位C.5和7位D.4、6和8位【答案】B【解析】薁的五元环带负电荷,易受亲电试剂进攻,故亲电反应发生在五元环,同时亲电反应发生在1和3位时,活性中间体碳正离子较稳定。
二、填空题1.命名:。
[武汉理工大学2004研]【答案】β-5-硝基萘乙酸(或5-硝基-2-羧甲基萘)【解析】以羧酸作为主体命名或以萘作为主体命名都可。
2.用系统命名法命名:。
[华中科技大学2002研]【答案】5-硝基-1-溴萘【解析】以萘作为主体进行命名,取代基的列出顺序按顺序规则,将小基团优先列出。
3.写出化合物9,10-二溴菲的结构式。
[华东理工大学2004研]【答案】【解析】要熟悉菲的取代基编号顺序:三、简答题1.杯烯具有较大的偶极矩(5.8D),为何?[上海大学2004研]答:杯烯中电子离域,五元环带一个单位负电荷,三元环带一个单位正电荷,这样五元环电子数为6,三元环电子数为2,都符合休克尔规则,为稳定的芳香结构。
有机化学第七章 芳烃
H
H
H
H
H
H
可以解释:为什么苯分子特别稳定? 为什么苯分子中碳碳键长完全等同? 为什么邻位二取代物只有一种?
(b)分子轨道理论 分子轨道理论认为:苯分子形成σ键后,苯的
六个碳原子上的六个P 轨道经线性组合可以形成六 个分子轨道,其中ψ1 、ψ2 和ψ3 是成键轨道,ψ4、 ψ5和 ψ6是反键轨道。当苯分子处于基态时六个电 子填满三个成键轨道,反键轨道则是空的。
-络合物
(b)硝化反应
2 H2SO4 HNO3
NO2
HNO3 H2SO4,45℃
CH3
HNO3 H2SO4,30℃
NO2
CH3 NO2
CH3
NO2
HNO3 H2SO4,95℃
NO2
NO2
NO2
H3O 2 HSO4
反应比苯容易 反应比苯困难
硝化反应机理
硝化反应中进攻试剂是NO2+,浓硫酸的作 用促进NO2+的生成:
苯环的特殊稳定性可以从它具有较低的氢化热 得到证明:
环己三烯氢化热=360kj/mol(假想值) 苯环氢化热=208kj/mol 相差152kj/mol
氢化热简图:
环己三烯+3H2
环己二烯+2H2
苯+3H2
环己烯+H2
231kj/mol
120kj/mol
208kj/mol
360kj/mol
环己烷
苯分子的近代概念
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(1)煤的干馏
煤隔绝空气加热至1000~1300℃时分解所得到的 液态产物——煤焦油,其中含有大量芳烃化合物。 再经分馏得到各类芳烃。
馏分名称 轻油 酚油 萘油 洗油 蒽油
有机化学第七章 芳烃
1
一、教学目的和要求 通过对本章的学习,掌握芳烃的定义、分类、苯的结构、 闭合共轭体系、芳香性及苯的同系物的命名,掌握苯环上 的亲电取代反应及定位规则,侧链卤代和氧化反应,掌握 萘的结构及命名,萘的亲电取代反应、氧化反应;熟悉休 克尔规则及非苯芳烃的芳香性判断;了解联苯、蒽、菲的 结构及命名以及苯及其同系物的主要物理性质(易燃性)。 二、教学重点内容 芳烃的结构、闭合共轭体系、命名、亲电取代反应及其定 位规律、侧链氧化、萘的结构、命名及亲电取代反应、非 苯芳烃芳香性的判断是本章的重点。
CH3 CH3 CH3
(1)单环芳烃
苯 甲苯 间二甲苯
(2)多环芳烃
连 苯 三
C H 苯 甲
烷
(3)稠环芳烃
萘 蒽 菲
4
5.1
芳烃的构造异构和命名
5.1.1 构造异构
苯及其同系物的通式为:CnH2n-6。 例如苯有六个碳和六个氢,其六个碳和六个氢是等同的; 结构异构: 一元取代:只有一种
CH3 CH CH2 H3C CH CH3
(a)
(b) (c) (d) (e)
卤化
硝化 磺化 Friedel-Crafts反应 氯甲基化
17
(1)亲电取代反应
(a) 卤化
苯环上和卤代反应较困难,常用FeX3(Lewis酸)作催化剂。
+ Cl2
FeCl3,25oC 90%
Cl + HCl
控制苯过量,不要太激烈,避免二卤代。 因是亲电反应,所以苯的同系物(甲苯)比苯更易反应。 Cl 卤代活性: F2>Cl2>Br2>ICH CH3 CH3 CH3 2。 3
14
5.3
单环芳烃的物理性质
暨南大学有机化学1-14
第二章烷烃一、选择题1、下列自由基最稳定的是,最不稳定的是。
提交答案A. B.C. D.2、在光照条件下与反应,可能的一氯产物有几种提交答案A.3B.4C.5D.63、下列化合物含有伯、仲、叔、季碳原子的是提交答案,2,3—三甲基丁烷,2,3—三甲基戊烷,3,4—三甲基戊烷,3—二甲基戊烷4、下列化合物含有伯、仲、叔氢的是提交答案,2,4,4—四甲基戊烷,3,4—三甲基戊烷,2,4—三甲基戊烷 D.正庚烷5、2—甲基丁烷在室温下光照溴代,相对含量最高的是提交答案A.B.C.D.二、判断下列各组构象是否相同1.相 同不相同和2.相 同不相同和3.相 同和不相同4.相同不相同三、写出下列反应的机理。
解答四、某烷烃的相对分子质量为72。
氯化时(1)只得一种一氯代产物,(2)得三种一氯代产物,(3)得四种一氯代产物,(4)只得二种二氯衍生物。
分别写出这些烷烃的构造式。
解答第三章烯烃一、选择题1、下列烯烃,相对稳定性最大的是提交答案,3—二甲基—2—丁烯—甲基—2—戊烯C.反—3—已烯D.顺—2—已烯2、下列化合物既是顺式,又是E型的是提交答案A. B.C. D.3、下列化合物既是反式、又是Z型的是提交答案A. B.C. D.4、下列试剂与环已烯反应得到顺式二醇的是提交答案A. B.C. D.5、下列反应为碳正离子机理的是提交答案A.B.C.D.6、下列化合物与加成的相对速度顺序最快的是提交答案A. B.C. D.7、下列化合物中有顺反异构体的是提交答案A. 2—甲基—1—丁烯—甲基—2—丁烯C. 2—甲基—2—戊烯—甲基—2—戊烯8、在过氧化物存在下,与反应,得不到反马氏物的提交是答案—甲基—2—丁烯—戊烯—甲基—1—丁烯 D.环已烯提交9、下列碳正离子最稳定的是,最不稳定的是答案A. B.C. D.二、完成下列反应式.1.答案2.答案3.答案4.答案5.答案6.答案1. 2.7.( )答案 1. 2.8.答案9.答案10.()( )答案1.2 .11.答案三、写出下列反应可能机理。
徐寿昌《有机化学》【复习笔记+课后习题+考研真题及详解】(多环芳烃和非苯芳烃)
4 / 24
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
萘癿结构形式上可看作是由两个苯环稠合而成,但它癿共振能并丌是苯癿 2 倍,因此 萘癿稳定性比苯弱。萘比苯容易収生加成和氧化反应,萘癿叏代反应也比苯容易迚行。
①叏代反应 萘癿 α 位活性比 β 位大,叏代反应中一般得到α叏代产物。 a.卤化 萘不溴在四氯化碳溶液中加热回流,反应在丌加催化剂癿情况下就可以迚行,得到α溴萘。
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
第 7 章 多环芳烃和非苯芳烃 7.1 复习笔记
按照苯环相互联结方式,多环芳烃可分为如下三种: (1)联苯和联多苯类 这类多环芳烃分子中有两个或两个以上癿苯环直接以单键相联 结,如联苯、联三苯等。
(2)多苯代脂烃类 这类多环芳烃可看作是脂肪烃中两个或两个以上癿氢原子被苯基 叏代,如二苯甲烷、三苯甲烷等。
3.联苯癿衍生物 (1)联苯最重要癿衍生物是 4,4′-二氨基联苯,也称联苯胺。 (2)联苯胺可由 4,4′-二硝基联苯还原得到。 工业上,联苯胺由硝基苯为原料制叏。硝基苯在碱性溶液中还原时可得到氢化偶氮苯, 氢化偶氮苯在强无机酸(盐酸或硫酸)存在下,能収生重排而得到联苯胺。这个重排反应称 作联苯胺重排。 (3)氢化偶氮苯癿衍生物也能収生这种重排,利用该反应,可由氢化偶氮苯衍生物制 叏联苯胺癿衍生物。 (4)联苯胺是无色晶体,熔点 127℃。该化合物对人体有较大毒性,且有致癌可能。
(4)在联苯分子中,两个苯环可以围绕两个两个环之间癿单键自由癿相对旋转,当这 两个环癿邻位有叏代基存在时,例如在 6,6′-二硝基-2,2′-联苯二甲酸分子中,由亍叏代基癿 空间阻碍,联苯分子癿自由旋转叐到限制,使两个环平面丌在同一平面上,这样就有可能形 成下列两种异构体。
第七章 多环芳烃
第七章 多环芳烃1、 联苯及其衍生物2、 稠环芳烃:萘、蒽、菲及其衍生物的结构和化学性质1、 芳香体系与休克尔规则基本要求:1.熟练掌握稠环芳烃萘蒽等衍生物的命名。
2.熟练掌握萘的化学性质及萘环上亲电取代产物的定位规律。
3.掌握H ückel 规则,理解芳香性的概念,能应用H ückel 规则判断环状化合物的芳香性。
分子中含有多个苯环的烃称作多环芳烃。
多环芳烃可分如下三种:联苯和联多苯类:这类多环芳烃分子中有两个或两个以上的苯环直接以单键相联结。
稠环芳烃:这类多环芳烃分子中有两个或两个以上的苯环以共用两个碳原子的方式相互稠合。
多苯代脂肪类:这类多环芳烃可看作是脂肪烃中两个或两个以上的氢原子被苯基取代。
7.1联苯及其衍生物联苯是两个苯环通过单键直接连接起来的二环芳烃。
其结构为:联苯为无色晶体,熔点70℃,沸点254℃。
不溶于水而溶于有机溶剂。
因其沸点高和具有很好的热稳定性,所以工业上常用它作热传导介质(热载体)。
联苯的化学性质与苯相似,在两个苯环上均可发生磺化、硝化等取代反应。
联苯环上碳原子的位置采用下列所示的编号来表示:联苯可看作是苯的一个氢原子被苯基取代,而苯基是邻对位定位基,所以,当联苯发生取代反应时,取代基进入苯的对邻位和对位。
但由于邻位上的空间位阻较大,主要生成对位产物。
7.2稠环芳烃有多个苯环共用两个或多个碳原子稠合而成的芳烃称为稠环芳烃。
简单的稠环芳烃如萘、蒽、菲等。
稠环芳烃最重要的是萘。
7.2.1萘(naphthalene)萘的结构:平面结构,所有的碳原子都是sp 2杂化的,是大π键体系。
分子中十个碳原子不是等同的,为了区别,对其编号如下: 萘的一元取代物只有两种,二元取代物两取代基相同时有10种,不同时有14种。
萘的物理性质:萘是白色晶体,熔点80.5℃,沸点218℃,有特殊气味,易升华,不溶于水,易溶于热的气醇及乙醚,常用作防柱剂。
萘在染料合成中应用很广,大部分用于制造邻苯二甲酸酐。
第7章、多环芳烃和非苯芳烃
Br2 FeBr3
高温
SO3H
H2SO4
有机化学 芳烃 19
蒽的化学性质
② 加氢 氢化时多在 9 、 10 位,这样氢化后形 成两个苯环,稳定性高。若在其它位置,则产物中 留下一个萘环,相比之下,萘环不如苯环稳定,所 以氢化亦多在9、10位加成。
Zn HCl
9,10-二氢蒽
③ 氧化 蒽比苯易氧化,发生在 位,生成 9,10-蒽醌,是重要的化工原料,其衍生物是许多 醌式染料的中间体。 O
有机化学
芳烃
常见的非苯芳香体系
碳原子数 电子数 离域键 (4n+2)n值
0
3 2
2 3
1
5 6
6 5
1
6 6
6 6
1
7 6
6 7
8 10 2
10 8
以上这些结构不具有苯的六员环结构,但却有与 苯相似的芳香性。
芳烃 26
有机化学
例:
该化合物由一个五员环和一个七员环 稠合而成。其外围有 10 个电子,经测 定,该化合物有偶极距(烃类,应无 偶极距或偶极距很小),但其=1.0D, 这说明分子中发生了电子偏移。 原因是,七员环中的一个电子转移到 五员环中,则两个环都有6个电子,符 合4n+2规则,则两部分都有芳香性, 使体系能量降低,分子稳定。该化合 物是一个芳香化合物,具有芳香性。
如:6,6’-二硝基-2,2’-联苯二甲酸的异构体
镜面
有机化学 芳烃 6
(6) 重要联苯衍生物——联苯胺(4,4’-二氨基联苯):
无色晶体; 熔点127℃ ; 是合成多种染料的中间体; 该化合物毒性大,且有致癌可能,近来很少用。
徐寿昌《有机化学》(第2版)配套题库【名校考研真题】(上册) 第7章~第10章【圣才出品】
第7章多环芳烃和非苯芳烃一、选择题1.下列化合物有芳香性的是()。
[华中科技大学2000研]【答案】(B),(C)【解析】(B)项分子中有6个π电子,符合休克尔规则;(C)项中的七元环带一个单位正电荷,五元环带一个单位负电荷,这样七元环和五元环的π电子数都为6个,且在同一平面内,都符合休克尔规则。
2.下列化合物中有芳香性的是()。
[中国科学院-中国科学技术大学2001研]【答案】(A)【解析】(A)中有10个π电子数,符合休克尔规则。
3.薁的亲核取代反应容易发生在哪些位置上?()[上海大学2004研]A.1、2和3位B.1和3位C.5和7位D.4、6和8位【答案】D【解析】薁的七元环带一单位正电荷,五元环带一单位负电荷,是典型的非苯芳烃,有芳香性。
七元环显正电性,易受亲核试剂的进攻,同时亲核反应发生在4、6和8位时,活性中间体中五元环带一单位负电荷,较稳定。
4.如果薁进行亲电取代反应,那么容易发生在哪些位置上呢?()[上海大学2004研]A.1、2和3位B.1和3位C.5和7位D.4、6和8位【答案】B【解析】薁的五元环带负电荷,易受亲电试剂进攻,故亲电反应发生在五元环,同时亲电反应发生在1和3位时,活性中间体碳正离子较稳定。
二、填空题1.命名:。
[武汉理工大学2004研]【答案】β-5-硝基萘乙酸(或5-硝基-2-羧甲基萘)【解析】以羧酸作为主体命名或以萘作为主体命名都可。
2.用系统命名法命名:。
[华中科技大学2002研]【答案】5-硝基-1-溴萘【解析】以萘作为主体进行命名,取代基的列出顺序按顺序规则,将小基团优先列出。
3.写出化合物9,10-二溴菲的结构式。
[华东理工大学2004研]【答案】【解析】要熟悉菲的取代基编号顺序:三、简答题1.杯烯具有较大的偶极矩(5.8D),为何?[上海大学2004研]答:杯烯中电子离域,五元环带一个单位负电荷,三元环带一个单位正电荷,这样五元环电子数为6,三元环电子数为2,都符合休克尔规则,为稳定的芳香结构。
有机化学第七章(单)
2、第一类定位基--邻对位定位基
电子效应: 一般为推电子基团; 活化基团(推电子基团,使苯环电子云 密度增大,亲电反应易于进行)。
- +
H3C
理论解释: 共价键理论的解释:
+
受推电子基的影响,邻对位d-,亲电试剂 易于进攻;间位d+,亲电试剂难于进攻。
2、第一类定位基--邻对位定位基
+
较稳定
X X X X X
+
E H
X
E H
X H E
E H
X H E
E H
X H E
E H
较稳定
+
E
H
5、小结:各类取代基性能特性表
性能 邻对位定位基 间位定位基
强度
最强
强
中
弱
弱
强
最强
取 代 基
O-
NR2, NHR, OCOR, NH2, NHCOR OH, OR
F, NHCHO, Cl、Br、I, C6H5, CH2Cl, CR3, CH=CHCOOH, CH3 CH=CHNO2
+
Cl H 2C Cl
Cl2, hv
1、卤代反应
实验:甲苯的溴代
2、硝化反应nitration
+ HNO3 H2SO4 50~60oC NO2 + H2O
浓硝酸、浓硫酸的混合物常称为“混酸”。
2、硝化反应
反应机理:
2H2SO4 + HONO2
O2N H
NO2+ + H3O+ + 2HSO4硝酰正离子
CH CH 2
C CH
2-甲基-3-苯基戊烷
芳烃及非苯芳烃
1
2
3
联苯及其衍生物 (简讲)
工业: 2
3'
700~800℃ 4' 通过铁管 5'
2' 2 1' 1 6' 6
3 4
5 + H2
实验室: 2
I + 2 Cu
+ 2CuI
苯取代苯 :苯基为最弱的 O,P 基. 取代时,主要进入对位,也有少量邻位产物. 两苯环可饶 C-C 键自由旋转,当有取代基时旋转有 限制,形成异构体.
二 :萘的化学性质
无色片状,特殊臭味,常用卫生球为粗萘,
易取代,与苯相比易加成。
(一):取代反应 (比苯容易,芳香性比苯弱)
1: 卤代
Br
+ Br2 100℃
+ HBr
α -溴代萘
不用催化剂,比苯活泼.
2: 硝化
HNO3,H2SO4 室温
NO2
+
NO2
(苯硝化须加热)
95%
Zn/HCl 还原
5% NH2
α -萘胺
3: 磺化
60℃
SO3H α -萘磺酸
+ H2SO4
165℃
165℃
SO3H β -萘磺酸
α 位空间阻力大,不稳定,但生成速度快,低温以α 位 为主; 高温时,β 位也易生成,稳定,以β 位为主.
4: 付氏烷基化产率低,无价值.
(三) 氧化反应 (比苯容易)
O
+ O2 V2O5 400℃
§7-1 芳香性
芳香性:
化合物具有的环稳定,易亲电取代, 难加成,难氧化的性质,称为芳香性。
芳香性判椐---休克尔规则 (1)环状共平面,即原子SP2杂化; (2) ∏电子数符合(4n+2). 注:n=0,1,2……整数;二条件同时具备.
- 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)。
第七章多环芳烃与非苯芳烃1.以奈为原料合成维生素K3.
O
CH3
O
解:以奈为原料合成维生素K3有以下几步
(1)OH
K2C2O7
H+
O
O
(2)O
O
[H]
OH
OH
(3)OH
OH
3
CH3I
OH
CH3
(4)OH
OH
CH3K
2
C2O7
H+
O
CH3
O
2.由指定的原料和必要的试剂合成下列化合物
HC
CH3
CH3
CH3
解。
各步反应如下
CH 3CH 2CH 2Cl
3
O
O O AlCl 3
CH(CH 3)2
COCH 2CH 2COOH CH(CH 3)2
CH(CH 3)2
CH 2CH 2CH 2COOH
Zn-Hg HCl
SOCl 2
CH(CH 3)2
CH 2CH 2CH 2COCl AlCl 3
(H 3C)2HC
O
CH 3MgBr (H 3C)2HC
H 3
C
OMgBr
-
(H 3C)2HC
H 3C
Pb-C 脱氢
(H 3C)2HC
H 3C
3从2-甲基奈合成1-溴-7甲基奈。
解;合成步骤如下所示:
CH 浓
H 2SO 4
Br 2Fe
TM
4,完成下列反应,写出主要产物
H 2SO 4(1)NaOH (2)H +
(2)
(1)
解:根据奈与H2SO4磺化反应在高温下发生磺化反应,有;
H 2SO 4
SO 3H
OH
H +
所以(1)为SO 3H
,(2)为
OH
5.完成下列反应
H 3C
NO 3+
Br 2
Fe 粉
解:联苯的性质与苯的性质类类似,在此反应中,甲基是第一类定位基,硝基是第二类定位基,取代反应后,溴进入甲基的邻对位,所以得到取代产物
为
Br
H3C NO3
.
6.完成下列反应;
H2SO4 165℃
(1)Na2SO4
(2)NaOH,(3)H
(K) (J)
解;根据奈的磺化反应可知J为SO3H
;J经过一系列反应后
可知K为OH
;K与混酸发生硝化反应,因为羟基是邻对位定
位基,在β位上,所以硝基只能取代在与它相邻的α位上,从而得到L为OH
NO3。
7.完成下列反应。
OH
2Br2
解;根据奈环的取代规律,卤代产物为OH
Br。
8.命名下列化合物;
(1)
OH
O2N(2)
N+(CH3)3Cr
(3)N N
(4)
CH CHCOOH
答案;(1)6-硝基苯酚;(2)氯化三甲基苯胺;(3)偶氮苯; (4)3-苯基丙烯酸
9判断下列化合物是否具有芳香性。
(1);(2)(3)H +
(4);(5);(6);
(7)
N
H
;(8)S
(9)
N
SO 3H
答案;(2)(3)(6)(8)(9)有芳香性。
解析;根据体尔克规则,化合物是否具有芳香性的条件为;(1)成环原子共平面或近似与平面;(2)环状闭合共轭体系;(3)环上л电子数为4n+2.满足以上条件的即有芳香性。
10.下列化合物中哪个不具有芳香性?
A.
N
;B HN
N -
;C ;D
答案;C 。
解析;根据芳香性的判断方法。
11.写出下列反应的主要产物。
解;该反应为傅—克烷基化反应,反应式;
12.完成下列各反应式;
H 2SO 4
HNO 3H 2SO 4
+
解;奈磺化反应得到SO3H
,然后与混酸发生硝化反应,根据奈环
的取代规则得到
SO3H
NO2
和
SO3H
NO2
13根据休克尔规则,下列结构中不具有芳香性的是( )
;B.;C.
+
;D.
H
H
H
H
H
H
答案;B
解析;根据芳香性的判断方法易知,不具有芳香性。
14下列化合物具有芳香性的是( )
A.
+
;B.
_
;C.;D,
+
答案;B,D
解析;根据芳香性的判断方法易知,
_
,
+
具有芳香性。