稠环芳烃

“萘”、“蒽”和“菲”等稠环芳烃的结构和反应

稠环芳烃指的是两个或多个苯环共用两个邻位碳原子的化合物。其中具有代表性的主要有萘、蒽、菲等。稠环芳烃具有芳香性的，键长与电子云存在平均化，但

是并不像苯那么完全，键长仍以长短交替出现。

首先，我们以萘为例来探讨稠环芳烃的结构特点以及它的反映

性。萘由两个苯环共用两个相邻的碳原子组成（如图1所示）,分子

式为C10H8，它的碳原子可以分为两种，如图所示。 萘分子的结构与苯环相似，它的所有原子都在同一个平面上，形成一个十中心十电子的大π键。但是与苯不同的是，前面也已经提到，它的键长并不完全平均化。萘也是一个共轭体系，但是苯中各个碳原子的P 轨道互相重叠是均等的，而对于萘来说，9、10位上的碳原子的Ｐ轨道电子云除了相互重叠以外，还分别与1、8以及4、5位碳原子的P 轨道相重叠，导致电子云在各个碳原子上分布有所不同。

这样的不完全均匀也导致了9、10位上的碳原子比其他碳原子更加容易起反应。总的来说，萘也具有芳香性，性质比较稳定。它主要发生一下几种化学反应。

1、 亲电取代反应 和苯相似，萘也能发生卤代、硝化、磺化和烷基化等各种亲电取代反应。但是由于萘的9、10位上的碳原子反映性能较为优越，在进行一元取代反应的时候，主要发生在9、10位的碳原子上，生成取代产物。例如

卤代反应：

硝化反应：

NO 2

其中，因为萘的磺化反应是可逆反应，而且在不同的温度下反应生成的主要产物是不同的。在温和条件下，主要得到的是a-萘磺酸。在较高的温度下反应，则是主要得到-萘磺酸。a-萘磺酸在加热条件下也可以转化成B-萘磺酸。出现这种情况的主要原因是生成a-萘磺酸的活化能比较低，但是B-萘磺酸的稳定性较好。 另外，萘在进行Friedel-Craft 反应时，由于活泼性比苯高，通常生成多种产物。而且当第一个定位基为活化基，则第二个取代集团一般进入同一个环的a 位；如第一个基团为钝化基，则第二个基团一般进入异环的a 位。

2、 氧化反应 萘是一种容易被氧化的分子。例如在乙酸溶液中，用三氧化铬氧化萘即可得到1，4-萘醌，以五氧化二钒作为催化剂，在剧烈的氧化条件下，可以将萘氧化成邻苯二甲酸酐。 图1 HCl

O

O

3、 还原反应 萘比苯更容易发生加氢还原反应。在不同的条件下，它可以发生部分加氢或全部

加氢的反应。部分加氢通常用金属钠和乙醇在液氨中完成，被称为Birch 还原。

而蒽和菲由于芳香性都比萘差，化学性质更加活泼。蒽和菲是同分异构体，分子式皆为C 14H 10（如图2），也同样形成了闭合的共轭体系。对于蒽和菲来说，9、10位上的碳原子反应的优越性很明显，所以萘所会发生的取代反应，还原反应，氧化反应，蒽和菲通常都发生在9、10位。蒽和菲中有三种不同化学地位的碳原子。分别为1、4、5、8位，2、3、6、7位，9、10位。

与萘相似，蒽和菲也会在一定条件下发生取代反应，加成反应，化成醌。

总体来说，稠环芳烃的芳香性都比苯差，反应活性比苯高，各种反应都较为容易进行。