大学有机化学 芳香烃
大学芳烃知识点总结
大学芳烃知识点总结一、芳烃的结构芳烃是一类含有苯环结构的碳氢化合物，其分子结构可以使用分子式(CnH2n-6)表示。
若n=6，则为苯，苯是最简单的芳香烃。
芳烃的分子结构稳定，具有特殊的共振结构。
在芳烃分子中，每个碳原子都与邻近的碳原子形成σ键，同时其中的3个sp2杂化碳原子上还存在一个与此共面的π键，形成单独的共轭环结构。
二、芳烃的性质1. 燃烧性能：芳烃在空气中燃烧时，产生的热量非常大，燃烧完全时生成的气体中只有水和二氧化碳。
因此具有高热值和热稳定性。
2. 溶解性：芳烃在非极性溶剂中溶解度较高，但在极性溶剂中溶解度较低。
这是因为芳烃分子中存在苯环结构，是由于共轭结构形成了大量的π键，因此芳烃分子呈现非极性特性。
3. 化学反应：芳烃具有很强的亲电性，与强亲电试剂发生亲电取代反应。
在苯环中存在的共轭结构会进一步增强芳烃的亲电性。
除此之外，芳烃还可以发生加成反应、氢化、氧化、取代、芳香核聚合等化学反应。
三、芳烃的制备1. 从石油中提炼：芳烃是石油加工过程中的重要产品之一。
石油中含有大量的芳烃类物质，通过裂化、裂解、加氢处理等工艺流程，可以从石油中提取得到芳烃。
2. 有机合成：芳烃可以通过有机合成的方法进行制备。
常见的合成方法包括芳基烷基化、芳基取代反应、芳基硝化和还原等。
3. 光照反应：一些有机化合物在光照条件下会发生光敏反应，而芳烃类物质对光敏反应具有一定的敏感性，通过光照反应也可以制备芳烃。
四、芳烃的应用1. 化工生产：芳烃在化工生产中有着广泛的应用。
如苯乙烯，苯甲酸，邻苯二甲酸二丁酯，对苯二甲酸等都是重要的芳烃类化合物。
这些物质广泛用于制备高分子材料、染料、颜料等。
2. 燃料与能源：芳烃具有高燃烧热值和热稳定性，因此在燃料和能源领域有着广泛的应用。
如苯、甲苯等可用于制备合成油、燃油、航空燃料等。
3. 医药领域：芳烃类化合物在医药领域也有着重要的应用。
许多药物的合成过程中都要用到芳烃类原料。
例如，水杨酸、草酸、间苯二酚等。
大学有机化学课件第四章 芳香烃
定条件下还是能加成的。
加氢：
加氯： 3．氧化反应 苯环侧链的氧化： 烃基苯侧链可被高锰酸钾或重铬酸钾的酸性或碱性溶液或稀硝酸所氧化，并在与苯环直接相连 的碳氢键开始，如果与苯环直接相连的碳上没有氢时，不被氧化。氧化时，不论烷基的长短，最后 都变为羧基，苯环不容易氧化。
苯环的氧化：
第四节 苯环的亲电取代定位规律 一、定位规律 1. 定位基在苯环上引入新的取代基时,其进入苯环的位置,主要决定于原有取代基的性质。这个原有 的取代基称为定位基。 2． 定位基类型 第一类：邻、对位定位基，使反应容易进行，并使新导入基主要进入苯环的邻、对位。 如：－NH2、－ph、－ N(CH3)2 、－NHCOCH3 、－OH、－ OCH3 第二类：间位定位基,使反应难于进行,并使新导入基进入苯环的间位。 ＋ 如：－COOH 、－NO2 、－ N(CH3)3 、－CF3 第三类：使反应较难进行，又使新基导入邻位或对位。 如：－F、－ Cl、－ Br 、－CH2Cl 二、定位规律的解释 1. －COOH 、－NO2 、－ N(CH3)3 、－CF3等。 这类定位基与苯环直接连接的原子都具有一定的正电荷，吸引苯环上的电子，使苯环上的电子 云降低，使亲电取代反应较难进行。以硝基为例，硝基的π轨道和苯环构成π－π共轭体系，由于 氧、氮的电负性强于碳，使共轭体系的电子云移向硝基。诱导效应和共轭效应协同作用的结果，降 低了苯环的电子云密度，其中以邻、对位为甚，而间位相对来说降低的少一些。
+ 3H 2
二、近代物理方法测定苯的结构
+Q
应该 Q＝120×3＝360KJ/mol，而实际上苯的氢化热=208 KJ / mol，比理论值低 152 KJ / mol 。
1．近代物理方法测定苯的结构： （1）6 个碳组成一个平面正六边形，6 个氢与 6 个 碳都在同一个平面上。 （共平面性） （2）所有键角都是 120° （3）碳碳键键长为 0. 139nm. 2．轨道杂化理论： 苯环所有碳原子都是采用 SP2 杂化，每个碳原子以三个杂化轨道分别与相邻的碳原子和氢原子形成 三个σ键。每个碳原子的未参与杂化的 P 轨道都垂直于碳环的平面。相邻的两个 P 轨道彼此从侧面 重叠，形成一个封闭的共轭体系，这个封闭的共轭体称为大π键，由于π电子高度离域，从而使键 达到完全平均化。
有机化学第六章芳香烃
Y
可见，凯库勒式并不能确切地反映苯的真实情况
现代物理方法（射线法、光谱法、偶极距的测定）表明，苯分子是 一个平面正六边形构型，键角都是120°，碳碳键长都是0.1397nm。图 示如下：
杂化轨道理论解释
苯分子中的碳原子都是以sp2杂化轨道互相沿对称轴方向重叠形成6个C-Cσ键组成一个 正六边形，每个C各以一个sp2杂化轨道分别与H的1s轨道沿对称的方向重叠，形成六 个C-Hσ键，由于是sp2杂化，所以键角都是120。所有原子均在同一平面上。 每个C还有一个未参与杂化的垂直于与碳环平面σ键的P轨道，彼此侧面重叠，形成一 个封闭的共轭体系，每个P轨道上有一个P电子，组成了π66大π键。由于共轭效应使π 电子高度离域，电子云完全平均化，故无单双键之分。 因此，苯的电子云是一个整体，分布在环的上、下方，并且是完全平均的，所以苯分 子中每个C-C键都有π键的性质，并且是完全相同的，故邻位二元取代物也应当只有一 种。 应当注意且要牢记，苯环中并没有一般的C-C单键和C=C双键。
（ 2 ）体系能量降低，氢化热（208.5 kJ·mol-1）比环己烯氢 化热的三倍低得多（ 3×119.3－208.5 = 149.4 kj·mol-1 ），这 149.4 kj·mol-1即为苯的共轭能。
苯现在的表达方式
价键式
分子轨道离域式
共振式
自旋偶合价键理论 （1986年Copper等提出）
+ Cl2 + Br2
Fe 或 FeCl3 55~60℃
Fe 或 FeBr3 55~60℃
+ 2Cl2 Fe 或 FeCl3
反应历程：
Cl
+ HCl
Br
+ HBr
Cl
+
有机化学-芳香烃
CH3
HNO3
HOAc
CH3
CH3 CH3
NO2 +
+
NO2
NO2
63% 34% 3%
Cl
Cl
Cl
Cl
HNO3
H2SO4
NO2 +
+ NO2
30%
NO2
69% 1%
(2) 第二类定位基─间位定位基
使新进入苯环的取代基主要进入它的 间位，并使苯环致钝。
例如： −CF3, −N(CH3)3+, −NO2, −CN, −SO3H, −CHO, −COCH3, −COOH, −COOCH3, −CONH2, −NH3+。
NO2
NO2
CH3 C CH3 CH3 无 α-H
KMnO4 H+
COOH
氧化剂： KMnO4 铬酸等
4.2.4 苯环上亲电取代反应的定位规则
Y
一取代苯：
芳环上的取代基既影响亲电 取代反应的速率又决定着亲电试 剂进入芳环的位置。
1. 两类定位基
芳环上的取代基分为两类：
(1)第一类定位基 ─ 邻、对位定位基 使得新进入苯环的取代基主要进入它的
均化，闭合共轭
苯
苯的分子结构 体系(环状大π键)
6 个C–C σ键: sp2–sp2相互交盖，6 个C –H σ键: sp2–1s 相互交盖。 6 个2p 轨道的对称轴垂直于环所在平面， 彼此相互平行，两侧进行侧面交盖，形成闭合的π轨道。 6个π电子离域在六个C原子上。由此形成一个闭合的
共轭体系。
2. 苯的构性相关分析
CH3
CH3
CH3
CH3
1,2-二甲苯 邻二甲苯 o-二甲苯
有机化学基础知识点整理芳香烃的特性与应用
有机化学基础知识点整理芳香烃的特性与应用有机化学基础知识点整理芳香烃的特性与应用有机化学是研究有机化合物的性质、结构、合成和反应的学科。
芳香烃是有机化合物中一类特殊的化合物，具有独特的特性和广泛的应用。
本文将对芳香烃的特性与应用进行整理。
一、芳香烃的特性芳香烃是由苯环组成的化合物。
苯环由六个碳原子构成，每个碳原子与一个氢原子结合。
芳香烃的特性如下：1. 稳定性：芳香烃的化学性质相对稳定，不容易与其他物质反应。
这使得芳香烃在许多领域有广泛的应用，如医药、材料科学等。
2. 共轭体系：芳香烃的苯环中存在共轭体系，使得芳香烃具有特殊的光学性质。
例如，芳香烃可以吸收紫外光，并发生共振增强的荧光或磷光现象。
3. 电子云分布：芳香烃中的π电子云分布均匀，电子云的分布导致了芳香烃的共振稳定性，使其具有较低的反应活性。
二、芳香烃的应用芳香烃由于其特殊的性质，具有广泛的应用领域。
以下是芳香烃在一些领域的应用实例：1. 医药领域：芳香烃是许多药物的重要组成部分。
例如，水杨酸是一种常用的非处方药，其结构中含有苯环。
许多抗生素和抗癌药物也包含芳香烃结构。
2. 化妆品领域：许多香水和香料中都含有芳香烃。
香水的芳香烃成分可以通过挥发扩散出来，给人以愉悦的感觉。
3. 染料领域：芳香烃可以用于染料的合成。
例如，苯胺和二硝基苯可以反应生成偶氮染料，用于纺织品的染色。
4. 材料科学领域：芳香烃可以作为合成高分子材料的原料。
例如，聚苯乙烯是一种常见的塑料材料，其结构中含有苯环。
5. 燃料领域：芳香烃可以作为燃料的成分。
在石油加工过程中，芳香烃会被分离出来，用于生产机车燃料和航空燃料。
6. 环境领域：由于芳香烃的稳定性和难降解性，芳香烃的污染成为环境问题之一。
研究如何高效地去除芳香烃的方法对环境保护具有重要意义。
通过对芳香烃的特性与应用进行整理，我们可以看到芳香烃在医药、化妆品、染料、材料科学、燃料和环境领域等各个方面都有着广泛的应用。
大学有机化学芳香烃
大学有机化学芳香烃在大学有机化学的学习中，芳香烃是一个非常重要的部分。
芳香烃，简单来说，就是一类具有特殊结构和性质的烃类化合物。
它们在有机化学中占据着独特的地位，不仅在理论研究中具有重要意义，而且在实际应用中也发挥着巨大的作用。
芳香烃的定义与特点，首先得从其结构说起。
芳香烃具有一个稳定的环状共轭体系，通常由若干个双键和单键交替排列形成。
最典型的例子就是苯环，它由六个碳原子组成一个平面的六边形，每个碳原子都与一个氢原子相连，碳原子之间通过交替的双键和单键相连接。
这种特殊的结构使得芳香烃具有一些独特的性质，比如较高的稳定性、不易发生加成反应等。
从物理性质方面来看，芳香烃通常是无色液体或固体，具有特殊的气味。
它们的沸点和熔点相对较高，这是由于其分子间的作用力较强。
在溶解性方面，芳香烃一般不溶于水，但易溶于有机溶剂，这是因为它们的分子结构与有机溶剂更为相似，遵循“相似相溶”的原理。
在化学性质方面，芳香烃表现出了一些独特的反应。
由于其环状共轭体系的稳定性，芳香烃不容易发生加成反应，而更倾向于发生取代反应。
例如，苯在一定条件下可以与卤素单质发生取代反应，生成卤代苯。
此外，芳香烃还可以发生氧化反应，不过条件相对较为苛刻。
芳香烃的分类也是我们需要了解的重要内容。
按照苯环的个数，可以分为单环芳香烃和多环芳香烃。
单环芳香烃就是只含有一个苯环的化合物，比如苯、甲苯等。
多环芳香烃则是含有两个或两个以上苯环的化合物，又可以分为稠环芳香烃和联苯类芳香烃。
稠环芳香烃如萘、蒽等，它们的苯环是共用相邻的碳原子的；联苯类芳香烃则是通过单键将两个或多个苯环连接起来。
芳香烃的来源非常广泛。
在自然界中，一些植物会分泌出含有芳香烃的物质，赋予它们特殊的气味。
在工业生产中，芳香烃主要通过石油的加工和煤的干馏等过程获得。
石油中含有多种芳香烃的前体物质，通过分馏、催化重整等工艺可以得到纯度较高的芳香烃。
煤的干馏则可以产生煤焦油，其中也含有丰富的芳香烃。
大学有机化学芳香烃教案
课时：2课时教学目标：1. 了解芳香烃的定义、结构特点和分类。
2. 掌握芳香烃的命名规则和同分异构体。
3. 理解芳香烃的物理性质、化学性质及反应类型。
4. 培养学生分析问题和解决问题的能力。
教学重点：1. 芳香烃的结构特点和分类。
2. 芳香烃的命名规则和同分异构体。
3. 芳香烃的化学性质和反应类型。
教学难点：1. 芳香烃的结构特点和分类。
2. 芳香烃的化学性质和反应类型。
教学过程：一、导入1. 引入芳香烃的概念，让学生了解芳香烃在生活中的应用。
2. 提问：什么是芳香烃？芳香烃有哪些特点？二、讲解1. 芳香烃的定义：芳香烃是指具有芳香性的烃类化合物，其特点是分子中含有共轭π电子体系。
2. 芳香烃的结构特点：芳香烃分子中碳原子形成共轭π电子体系，使分子具有稳定的芳香性。
3. 芳香烃的分类：根据分子结构，芳香烃可分为单环芳烃、多环芳烃和稠环芳烃。
4. 芳香烃的命名规则：以苯为母体，其他取代基作为取代基进行命名。
5. 芳香烃的同分异构体：包括二元取代物、三元取代物等。
6. 芳香烃的物理性质：具有较低的熔沸点、较高的密度和不易溶于水的特点。
7. 芳香烃的化学性质：易发生亲电取代反应、加成反应、氧化反应等。
三、案例分析1. 以苯、甲苯、萘等为例，分析其结构、性质和反应类型。
2. 引导学生分析苯环上取代基的位置对分子性质的影响。
四、课堂练习1. 命名下列化合物：1-甲基苯、1,2,3-三甲基苯、1,2,3,4-四甲基苯。
2. 分析下列化合物的结构、性质和反应类型：苯、甲苯、萘。
五、总结1. 回顾本节课所学内容，强调芳香烃的结构特点、分类、命名规则、物理性质和化学性质。
2. 鼓励学生在课后进一步学习芳香烃的相关知识。
六、作业1. 阅读教材相关章节，巩固所学知识。
2. 完成课后习题，检验学习效果。
教学反思：本节课通过讲解、案例分析、课堂练习等方式，使学生掌握了芳香烃的结构特点、分类、命名规则、物理性质和化学性质。
有机化学第六章(高职高专)
键体系。
α 8
β7
α 1
2β
β6 5 α
3β 4α
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。
2．萘及衍生物的命名
C2H5
CH3
C2H5
SO3H
1，6-二乙基萘 ； 4-甲基-1-萘磺酸
Br Br
1-溴萘 2-溴萘 α-溴萘 β-溴萘
3．萘的性质
(1) 取代反应 萘的取代反应较易发生在α位。
⑤烷基化试剂也可是烯烃或醇。例如：
+ CH2 CH2 AlCl3 + CH2CHCH3 H+
OH
C2H5 CH（CH3）2
（2） 酰基化反应
O + CH3C
Cl
AlCl3
O CH3 + CH3 C O AlCl3
CH3 C O
C CH3 + HCl O
CH3
C CH3 + CH3COOH
O 甲基对甲苯基酮
环的α位。如：
NO2
混酸
ห้องสมุดไป่ตู้NO2 NO2
NO2
+
NO2
二、其它稠环芳烃
8 91
7
2
9 10
8
1
6
37
2
5 10 4
65 43
芘
3，4-苯并芘
蒽
菲
所以,也可用下式表示苯的结构:
第四节 单环芳烃的物理性质
苯和同系物一般为无色液体，不溶于水，易溶 于有机溶剂，相对密度大多为0.86~0.93。
熔点除与相对分子质量有关外，还与结构的对 称性有关，通常结构对称性高的化合物，熔点较高。 芳香烃一般都有毒性，长期吸入它们的蒸气，会损 害造血器官及神经系统。
有机化学4第四章芳香烃
（1）、闭合离域体系
（2）、具有平面结构或接近平 面
（3）、参与共轭的π电子数符合 4n+2
轮烯
[8]轮 烯
HH
[10]轮 烯
HHHH
[14]轮 烯
[18]轮 烯
盆形
不共平面
π电子数8 不符合4n+2
π电子数10 符合4n+2
无芳香性 无芳香性
不共平面
π电子数12 不符合4n+2
无芳香性
共平面
π电子数18 符合4n+2
COCH3
HO
COOH
COOH NH2
HO
CH3CH2CCH2CHCHO O Cl
3-丁烯-2-醇 4-氧代-2-氯乙醛
4-羟基环己烷甲酸
4-羟基-3-甲氧基苯甲醛 2-氨基-5-羟基苯甲酸
3-硝基-4-羟基苯乙酮
官能团的优先顺序 见教材P93
1
α
891
7
2β
6
3
5
10
5
4
α
SO3H
2β
萘 1,5-二甲基萘 2-萘磺酸 或 β-萘磺酸
―O-， ―NH2，―NR2， ―OH（强烈活化） > ―OR，―OCOCH3， ―NHCOCH3（中等活化） > ―R， ―C6H5 >（弱活化） ― F， ―Cl， ―Br， ―I（弱钝化）
2、第二类定位基（间位定位基）
-N+R3， -NO2，-CN， -SO3H， -CF3，-CHO，COCH3，-COOH，-COOCH3， -CONH2（强烈钝化）
Cl
H
Cl
Cl
E
O
δδ
N
有机化学 第六章 芳香烃
(一) 芳烃的构造异构和命名 (二) 苯的结构 (三) 单环芳烃的来源 (四) 单环芳烃的物理性质 (五) 单环芳烃的化学性质 (六) 苯环上取代反应的定位规则 (七) 稠环芳烃 (八) 芳香性 (九) 富勒烯
第六章 芳烃 芳香性
• 芳烃——芳香族碳氢化合物。含有苯环的一 大类C、H化合物。 “芳香”二字的含义：
1,2，4，5-四甲苯
(2) 命名
命名时，一般以芳环为取代基，也可以芳环为母体。具
体情况，具体对待：
CH=CH2
CH=CH2
苯乙烯
对二乙烯基苯 CH=CH2
CH2Cl
CH2OH
苯氯甲烷 氯苄
苯甲醇 苄醇
• C6H5－ 苯基(Ph－) ；
C6H5CH2－ 苄基 ；
Ar－ 芳基(芳环上去掉一个氢后，所剩下的原子团)；
O
慢
H
SO3-
快 HSO4-
+
σ-络合物
SO3- 快
H3O+
SO3H + H2O
(丁) 烷基化反应机理
苯环烷基化反应中，AlCl3的作用是与卤烷起反应， 加速R+的生成：
RCl + AlCl3
R+ + AlCl4-
亲电试剂
+ R+
R
+H
σ-络合物
AlCl4-
R + HCl + AlCl3
苯环烷基化反应时，产生异构化的原因：
Br
p-二溴苯
注意：第二个卤素原子进入第一个卤素原子的邻、对位。
(乙) 硝化
+ HNO3
浓H2SO。4
50-60 C
大学有机化学第五章芳烃
⼤学有机化学第五章芳烃第五章芳⾹烃【⽬的要求】1、掌握单环芳烃的结构；单环芳烃的同分异构和命名；单环芳烃的化学性质；萘的结构及萘的化学性质；蒽和菲的结构；正确理解芳⾹性及H ückel 规则与芳⾹性的关系。
2、正确理解价键理论、分⼦轨道理论和共振论对苯分⼦结构的解释；熟悉苯的物理性质。
3、了解其它多环芳烃；⾮苯芳烃；芳烃的来源。
【教学内容】第⼀节单环芳烃⼀、苯的结构（⼀）苯的开库勒（Kekul é）结构式（⼆）苯分⼦结构的近代概念1、分⼦轨道理论对苯分⼦结构的认识2、共振论对苯分⼦结构的解释⼆、单环芳烃的异构和命名苯的⼀元取代物没有异构体，命名⼀般以苯为母体，烷基为取代基。
苯的⼆元取代物有三种异构体，命名时可⽤阿拉伯数字或“邻、间、对”字头表⽰取代基的不同位置。
CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3邻⼆甲苯间⼆甲苯对⼆甲苯三、单环芳烃的物理性质四、单环芳烃的化学性质苯环是⼀个平⾯结构，离域的π电⼦云分布在环平⾯的上⽅和下⽅，它象烯烃的π电⼦⼀样，能够对亲电试剂提供电⼦，但是，苯环是⼀个较稳定的共轭体系，难以破坏，所以苯环很难进⾏亲电加成，易于亲电取代。
亲电取代是苯环的典型反应。
（⼀）、亲电取代反应芳烃的重要亲电取代反应有卤代、硝化、磺化和傅-克烷基化、酰基化反应等。
1、卤代反应在催化剂 (AlCl 3、FeX 3、BF 3、ZnCl 2、等路易斯酸) 的存在下，苯较容易和氯或溴作⽤，⽣成氯苯或溴苯。
这类反应称为卤代反应(halogenation)。
Br溴苯2、硝化反应苯与浓硫酸和浓硝酸（也称混酸）共热，苯环上⼀个氢原⼦被硝基（—NO 2）取代，⽣成硝基苯。
这个反应称为硝化反应(nitration)。
NO23、磺化反应苯与浓硫酸反应很慢，与发烟硫酸（含SO3的浓硫酸）反应较快，在室温下即可作⽤，苯环上的氢原⼦被磺酸基（—SO3H）取代⽣成苯磺酸。
这类反应称为磺化反应（sulfonation）。
大学芳香烃教案
课程名称：有机化学授课对象：化学专业本科生授课时间：2课时教学目标：1. 理解芳香烃的概念、分类和命名方法。
2. 掌握芳香烃的物理性质和化学性质。
3. 了解芳香烃的重要应用及其在有机合成中的作用。
教学重点：1. 芳香烃的概念和分类。
2. 芳香烃的命名方法。
3. 芳香烃的物理性质和化学性质。
教学难点：1. 芳香烃的结构特点及其与性质的关系。
2. 芳香烃在有机合成中的应用。
教学过程：一、导入新课1. 回顾有机化学中烃类的基本概念，引导学生思考烃类物质在自然界和工业中的应用。
2. 提出问题：在烃类物质中，有哪些具有特殊性质和广泛应用的化合物？二、讲授新课1. 芳香烃的概念和分类- 介绍芳香烃的定义，解释其命名来源。
- 分类：单环芳香烃、多环芳香烃、稠环芳香烃等。
2. 芳香烃的命名方法- 以苯为例，讲解芳香烃的命名规则。
- 引导学生练习命名常见的芳香烃。
3. 芳香烃的物理性质- 介绍芳香烃的沸点、熔点、密度等物理性质。
- 分析物理性质与分子结构的关系。
4. 芳香烃的化学性质- 讲解芳香烃的取代反应、加成反应、氧化反应等化学性质。
- 分析化学性质与分子结构的关系。
三、课堂练习1. 学生独立完成芳香烃命名练习。
2. 学生讨论芳香烃的物理性质和化学性质，举例说明其在实际应用中的重要性。
四、课堂小结1. 总结本节课的主要内容，强调芳香烃的概念、分类、命名方法、物理性质和化学性质。
2. 强调芳香烃在有机合成中的应用及其重要性。
五、课后作业1. 完成课后习题，巩固所学知识。
2. 查阅资料，了解芳香烃在生活中的应用。
教学反思：本节课通过讲解芳香烃的概念、分类、命名方法、物理性质和化学性质，使学生掌握了芳香烃的基本知识。
在课堂练习环节，学生积极参与讨论，提高了课堂互动性。
在教学过程中，应注重引导学生思考，培养学生的分析问题和解决问题的能力。
同时，关注学生的个体差异，确保每个学生都能跟上教学进度。
有机化学基础知识点整理芳香烃的结构与性质
有机化学基础知识点整理芳香烃的结构与性质有机化学基础知识点整理芳香烃的结构与性质在有机化学中，芳香烃是一类具有稳定的共轭π键系统的有机化合物。
它们具有独特的结构和性质，对于深入理解有机化学的基础知识非常重要。
本文将对芳香烃的结构和性质进行整理和总结。
一、芳香烃的结构芳香烃的结构是由苯环组成的，苯环是一个由六个碳原子构成的环状结构，每个碳原子上都有一个氢原子。
芳香烃可以包含一个或多个苯环，多个苯环可以通过共享碳原子而连接在一起。
1. 单环芳香烃最简单的芳香烃是苯，它由一个苯环组成，化学式为C6H6。
苯具有强烈的香味，因此得名。
除了苯，还有一些其他的单环芳香烃，如甲苯、苯酚等。
2. 多环芳香烃多环芳香烃由两个或更多个苯环连接而成。
它们通常具有更复杂的结构和性质。
常见的多环芳香烃有萘、菲、蒽等。
多环芳香烃可以通过加热、氧化或还原等反应得到。
二、芳香烃的性质芳香烃具有一些独特的性质，下面将对其进行详细介绍。
1. 香味芳香烃得名的原因之一是它们通常具有明显的香味。
这是由于芳香烃分子中的共轭π键系统的存在，使得电子能级分布特殊，对电子的吸收和释放有所影响，从而产生香味。
2. 共轭体系芳香烃的共轭π键系统使其具有稳定的电子结构。
共轭体系中，电子可以自由运动，共享在整个分子上，增加了芳香烃的稳定性。
这也意味着芳香烃具有较大的共轭能力和较低的离化能力。
3. 染料性质由于芳香烃分子中的共轭π键系统，它们对光的吸收和发射能力较强，具有良好的染料性质。
很多芳香烃被广泛应用于染料、颜料和墨水等领域。
4. 反应性芳香烃的反应性主要体现在芳香取代反应和芳香核聚合反应两个方面。
芳香取代反应是芳香烃中一个或多个氢原子被取代成其他官能团的反应。
常见的芳香取代反应有烷基化、卤代反应等。
芳香烃的芳香环具有电子亲和性，可以被取代基团带来的电子亲合性影响。
芳香环上的取代基团对于芳香烃的性质和反应有重要影响。
芳香核聚合反应是多个芳香烃分子通过亲电或自由基反应进行共价键形成的反应。
有机化学第七章芳香烃
2-苯基-2-丁烯
3-苯基丙烯
苯乙烯
Organic Chem
§2、苯的结构
一、苯的Kè kulè 结构
1834年 经元素分析、分子量测定 C6H6
C6H6 +
FeCl3 Br2 → C6H5Br
+ HBr
H
只得到一种取代苯——苯中的六个H原子完全等价 1865年 Kèkulè 提出苯的结构式应为：
Organic Chem
§1.芳香化合物的分类和命名
一、分类：
CH3 CH CH2
单环芳烃—只含有一个苯环：
联苯类：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
多环芳烃：
多苯代脂烃： 稠环芳烃：
C H
CH CH
Organic Chem
二、命名：
CH3 Cl NO2
1.一取代苯 甲苯 氯苯 硝基苯
有些一取代苯另有专门名称---取代基与母体一起作为新的母体
CH3 + Cl2
FeCl3
+ Cl
CH3 CCl3
h
CH2 Cl
控制苯过量，不要太激烈， 避免二卤代
H
H H
H H H
H H H
同期还有许多结构提出：
H
H H H
H H H
H
Organic Chem
Kè kulè 式被广泛被接受，但仍面临下列难题：
Br Br Br
1.只有一种邻二溴代苯
（按Kèkulè式应该有两种）：
Br
却不发生加成 2.高度不饱和的分子：而发生取代 不与氧化剂反应； 3.特殊的稳定性： 在化学反应或降解中保持不变； 氢化热和燃烧热低
OH NH2 SO3H COOH
大学有机化学芳香烃课件
让我们一起探索大学有机化学芳香烃的奇妙世界！从烷基苯的合成反应到芳 香烃的应用与生产工艺，这里将为你展示一个全方位的课件。
烷基苯的合成反应
1 苯甲烷与烃的反应
通过烷基化反应，将苯甲烷与烃反应，可以合成烷基苯化合物。
2 重氢化反应
利用重氢化反应，可以将苯甲烷中的苯环氢原子替换为重氢原子，得到重氢化烷基苯。
芳香核磁共振（NMR）谱图解释
谱图读法
NMR谱图通过观察能级跃迁的 信号峰来解释芳香烃分子的结 构和化学环境。
芳香性指数
芳香性指数是评估分子芳香性 的重要参数，可以通过芳香核 磁共振谱图中的信号峰位置来 确定。
化学位移
化学位移是芳香烃谱图中的关 键特征，可用于确定分子中芳 香性环的相对位置。
一元芳香烃的取代反应
芳基芳基偶联反应
芳基芳基偶联反应是合成对称二 元芳香烃的重要手段，可以连接 两个芳香环。
杂环芳香烃的合成
通过循环合成反应，可以合成包 含杂原子的二元芳香烃化合物。
苯的氢化反应与重氢化反应
1 苯的氢化反应
通过催化剂的作用，苯环中的双键被还原为单键，实现苯环的氢化。
2 重氢化反应
利用含重氢（氘）的试剂与苯发生反应，替换苯环的氢原子为氘原子，得到重氢化苯。
3 催化烷基化反应
通过催化剂的作用，将苯环中的氢原子替换为烷基，实现烷基苯的合成。
芳香烃的可见光催化氧化反应
可见光激发
通过可见光照射，芳香烃可 以被激发产生高能态，参与 氧化反应。
活性氧物种
在可见光催化氧化反应中形 成的活性氧物种可以与芳香 烃发生反应，产生氧化产物。
催化剂的选择
不同类型的催化剂可以加速 可见光催化氧化反应的速率， 提高反应效率。
有机化学芳香烃知识点总结
有机化学芳香烃知识点总结本文将从芳香烃的结构、命名、性质和应用等多个方面展开对芳香烃的知识点进行深入总结。
一、芳香烃的结构芳香烃是由苯环或苯环的衍生物组成的一类化合物。
苯环是一个由六个碳原子构成的六元环结构，其中每个碳原子上都有一个氢原子，化学式为C6H6。
苯环上的每个碳原子都与相邻的两个碳原子形成共轭双键，使得苯环的结构非常稳定。
苯环上的每个碳原子都含有3个σ键和1个π键，由于π键的存在，使得苯环表现出特殊的芳香性质。
芳香烃由一个或多个苯环组成，其结构稳定，常常与其他官能团发生加成反应。
在芳香烃中，苯环上的氢原子可以被其他官能团取代，形成取代芳香烃。
取代芳香烃中的氢原子可以被卤原子、羟基、甲基等官能团取代，从而形成不同的取代芳香烃。
取代芳香烃的命名方法和性质稍有不同，但其基本的结构和化学性质与芳香烃类似。
二、芳香烃的命名芳香烃的命名分为两种情况，一种是直链芳香烃的命名，另一种是取代芳香烃的命名。
直链芳香烃的命名采用正规命名法，根据芳香烃中苯环的个数和所附加的取代基的种类和数目来进行命名。
在正规命名法中，苯环的个数和取代基的种类和数目都要在化合物的名称中进行标注，以便准确地识别化合物的种类和结构。
取代芳香烃的命名是根据取代基的种类和位置来进行命名的，取代基的种类和数量都要在化合物的名称中进行标注，以区分不同的取代芳香烃。
同时，在取代芳香烃的命名中还需注意给出取代基的位置。
芳香烃的命名需要牢记一些规则，比如取代基的优先级，取代基编号的方法等。
只有严格遵守这些规则，才能正确地给出芳香烃的命名。
三、芳香烃的性质1. 燃烧性质芳香烃具有较高的燃烧热，可以在氧气的存在下燃烧。
芳香烃的燃烧产物一般是二氧化碳和水，放出大量的热能。
芳香烃的燃烧反应是一种典型的氧化反应，是芳香烃的一种重要性质。
2. 溶解性在常温下，芳香烃可以溶解在多种有机溶剂中，如醚、醇等。
然而，芳香烃的溶解性随着分子量的增加而减弱，大分子量的芳香烃的溶解性通常较差。
大学有机化学芳香烃PPT课件
复合技术
利用纳米技术可以制备出具有特殊功 能的芳香烃纳米材料，如纳米传感器、 纳米催化剂等。
将芳香烃与其他材料复合，可以制备 出具有优异性能的功能复合材料，如 导电高分子材料、耐高温材料等。
表面修饰技术
通过对芳香烃表面进行化学或物理修 饰，可以改变其表面性质，从而赋予 其新的功能，如超疏水、超亲水、抗 菌等。
生物活性评价方法简介
细胞毒性试验
通过测定药物对细胞的毒性作用， 评价药物的生物活性。常用的细 胞毒性试验方法包括MTT法、
LDH法等。
抗菌活性试验
对于具有抗菌作用的药物，可以 通过测定药物对细菌的抑制作用 来评价其生物活性。常用的抗菌 活性试验方法包括琼脂扩散法、
微量肉汤稀释法等。
抗肿瘤活性试验
通过测定药物对肿瘤细胞的增殖 抑制作用，评价药物的抗肿瘤活 性。常用的抗肿瘤活性试验方法 包括MTT法、克隆形成法ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。
03
钯催化下烯烃与卤代芳烃的偶联反应，可高效构建C-C键，是芳
香烃合成的重要手段。
路线设计原则及实例分析
01
路线设计原则
02
原料易得、价格适中；
03
反应条件温和、操作简便；
04
产物易分离纯化、收率高；
05
符合绿色化学要求，减少废弃物排放。
06
实例分析：以苯乙烯为原料，通过Heck反应合成对甲基苯 乙烯。该路线原料易得，反应条件温和，产物收率高且易于 分离纯化。
高能源利用效率。
04
芳香烃在医药领域应用
药物合成中作用举例
苯环作为核心结构
许多药物都含有苯环，如阿司匹 林、对乙酰氨基酚等，这些药物
的合成离不开芳香烃。
芳香烃侧链修饰
有机化学课件第六章芳香烃
芳香烃可用于制造染料、农药、医药 等精细化学品，以及各种功能性材料， 如导电材料、光学材料、磁性材料等。
芳香烃可用于生产溶剂和化学助剂， 如稀释剂、催化剂、稳定剂等。
芳香烃在医药生产中的应用
01
芳香烃可用于合成各种 药物，如抗生素、镇痛 药、抗癌药等。
02
芳香烃可用于制备药物 的中间体，提高药物的 合成效率和纯度。
硝化反应
在浓硫酸和浓硝酸的混合 酸中，苯可被硝化生成硝 基苯。
磺化反应
在浓硫酸的作用下，苯可 被磺化生成苯磺酸。
苯的亲电取代反应机理
亲电取代反应
苯在发生取代反应时，通常需要借助亲电试剂（如卤素正离子、硫酸根离子等） 的作用，使苯环上的氢原子被取代。
电环化反应
在某些条件下，苯环上的碳碳键会发生电子转移，导致苯环发生电环化反应，生 成新的有机化合物。
烯单元。
蒽型芳香烃
蒽是由三个环己二烯稠 合而成的芳香烃，具有
一个大的共轭体系。
菲型芳香烃
菲是由四个环己二烯稠 合而成的芳香烃，具有 一个庞大的共轭体系。
芳香烃的命名
习惯命名法
根据芳香烃的结构特点，采用“ 邻”、“间”、“对”等字眼来 命名，例如邻二甲苯、间二甲苯 、对二甲苯等。
系统命名法
采用国际通用的IUPAC命名规则 ，根据芳香烃的结构特征和取代 基的位置、数目、名称等信息来 确定化合物的名称。
苯的加成反应
加成反应
在一定条件下，苯可以与氢气等发生加成反应，生成环己烷 等饱和烃。
聚合反应
在某些条件下，苯可以发生聚合反应，生成高分子化合物。
03
苯环上的取结词
取代基对苯环的活性具有显著影响，主要通过诱导效应和共轭效应两种方式。
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活性次序：氟 > 氯 > 溴 > 碘
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(三、性质)
反应机制
(1) 产生亲电试剂Br+：
Br+ + FeBr4
Br2 + FeBr3
(2) 亲电试剂进攻苯环, 形成非芳香正碳离子中间体：
H Br
+
H
慢
+
Br
(3) 质子离去，生成芳香取代物：
H Br + FeBr4
CH3 C CH3 COOH
邻叔丁基甲苯
邻叔丁基苯甲酸
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(三、性质)
2. 烷基苯侧链上的卤代反应
C6H5C H3
Cl2 日光
C6H5C H2C l 氯(化)苄
Cl2 日光
C6H5C HC 2 l 氯化亚苄
Cl2 日光
C6H5C C l 3 氯化次苄
卤代时先取代-C上的氢原子（ -H ）：
溴苯
COOH
邻硝基甲苯
SO 3H Br
间氯甲苯
NH2 Br OH CH3
苯胺
苯酚
苯甲酸 苯磺酸 2,6-二溴苯胺 邻甲基苯酚
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(二、命名)
芳烃分子去掉一个氢原子剩下来的原子 团叫芳基，可用 Ar－ 代表。
或
C6H5
苯基(phenyl)，Ph-或φCH2 或 C6H5CH2
-NR3，-NO2，-CCl3，
强致钝基
-CN，-SO3H，
中等致钝基
-CHO，-COR，-COOH，-COOR，-CONR2 等 弱致钝基
特点: 与苯环直接相连的原子带正电荷或带部分正电 荷或有重键;；是吸电子基，钝化苯环。
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(四、定位效应)
3. 二取代苯的定位效应
苯甲基或苄基 (benzyl)，用Bz-表示
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(三、性质)
三、苯及其同系物的性质
苯及其同系物均不溶于水，易溶于乙醚、 四氯化碳或石油醚等有机溶剂。
相对密度几乎都小于1。 苯及其同系物一般都有毒性，长期吸入它们 的蒸气，会损害造血器官及神经系统，因 此在操作时需注意采取防护措施。
苯的结构也可以用两个Kekulé结构 式的共振式或共振杂化体表示。
两个共振式
共振杂化体
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(二、命名)
二、苯及其同系物的命名
苯环上的氢原子被烃基取代后，所得产物为苯的 同系物。可分为一烃基苯、二烃基苯和多烃基苯等。
命名时，一般以苯作母体，将其它烃基作为取 代基，称“某苯”。
3. 磺化反应
苯与发烟硫酸作用，室温下就能生成苯磺酸。 苯与浓硫酸共热也能生成苯磺酸。
+ SO3
浓H2SO4
SO3H
+ H2O
苯磺酸(benzenesulfonic acid)
磺化反应可逆，苯磺酸与过热水蒸汽作用 时又水解，脱去磺酸基生成苯。
有些芳香族类药物难溶于水，常通过磺化 反应在分子中引进磺酸基，增强其水溶性。
CH3
连三甲苯 1,2,3-三甲苯
偏三甲苯 1,2,4-三甲苯
均三甲苯 1,3,5-三甲苯
(1,2,3-trimethylbenzene)
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(二、命名)
CH2CH3
2
4 1
CH(CH3)2
CH3CH2CH2
2-乙基-4-丙基-1-异丙基苯
1
CH3CH2CH2 CH2CH3
浓 H2SO4 30℃
C H3
C H3 NO2 + NO2 + H2O
当苯环上已有取代基，在进行亲电取代反应时， 苯环上原有取代基将影响亲电取代反应活性和第二个 基团进入苯环的位置。
G
G
G E + + E
G
E+ 亲电取代
E
几率 40%
40%
20%
取代基的定位效应：已有的基团对后进入基团进入 苯环的位置产生制约作用。
(1) 环上原有两个取代基对引入第三个取代基定位 作用一致，仍由上述定位规律决定。如：
C H3
( 次)
C H2C H3
CO O H NO2
C H3
NO2
(2) 环上原有两个取代基对引入第三个取代基定位 作用不一致，有两种情况：
a. 原有两个取代基为同一类定位基：由定位能力 强的定位基决定。如：
C H3
3
5
CH(CH3)2
1-乙基-3-丙基-5-异丙基苯
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(二、命名)
另外，IUPAC还规定，保留俗名的芳烃如 甲苯、二甲苯、苯乙烯等作为母体来命名。
CH3
C(CH3 )3
对叔丁基甲苯 4-t-butyltoluene
NO2
Br
CH3 NO2
CH3 Cl
硝基苯
NH2 OH
快
Br
+ HBr + FeBr3
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(三、性质)
2. 硝化反应
苯与混酸作用，生成硝基苯:
+ HNO3
H2SO4 50~60℃
NO2
+ H2O
硝基苯(nitrobenzene)
2 H2SO4 + HO—NO2
NO2+ + 2 HSO4- + H3O+
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(三、性质)
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(三、性质)
(二) 苯侧链烃基的反应 1. 烷基苯的氧化反应
苯环本身不易被氧化，但连有侧链的烷基苯， 若侧链含有-H，则侧链易被氧化为 - COOH。
CH3 CH2CH3 邻乙基甲苯
CH3 H3C C CH3 CH3 H3C
[ O]
[ O]
COOH COOH 邻苯二甲酸
邻二甲苯 1,2-二甲苯 o-二甲苯 o-xylene
间二甲苯 1,3-二甲苯 m-二甲苯 m-xylene
对二甲苯 1,4-二甲苯 p-二甲苯 p-xylene
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(二、命名)
具有三个相同烃基的取代苯也有三种异构体。如:
CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 H3C CH3
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(三、性质)
4. 傅－克(Friedel－Crafts)烷基化和*酰基化反应
＋ CH3CH2Br AlCl3 85 C
o
C2H5 ＋ H－Br
O ① AlCl3 80oC ＋ CH3C－Cl +
② H3O
乙酰氯
O C CH3 ＋ HCl
苯乙酮 (95%)
Note:
2-甲基-5-苯基己烷
CH3 H3C CHCH2 C C H CH3
(E)-5-甲基-2-苯基-2-己烯
(E)-5-methyl-2-phenyl-2-hexene
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(二、命名)
二烃基苯有三种异构体，用邻或 1,2- ；间 或1,3-；对或 1,4- 表示；
CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(一、苯的结构)
有人提出质疑: 按照这个结构, 苯的二溴代物应有两种.
Br
溴代 结构式
Br
Br Br
和
但实际上只得到一种!
实际键长完全相等 (139pm)
预期的 1,3,5-环己三烯键长数据
134pm 147pm
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(一、苯的结构)
非苯系芳烃 环戊二烯负离子 薁 环庚三烯正离子
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(一、苯的结构)
第一节 苯及其同系物
一、苯的结构 (一) 苯的 Kekulé结构式
1865年凯库勒(Kekule)从苯的分子式C6H6出发， 提出了苯的结构式，即苯的凯库勒式：
H H H C C C C H 或
C C H H
C6H5CH2CH3
Br2 日光,热
C6H5CHBrCH 3 + HBr
芳烃侧链卤代属于游离基型取代反应 游离基稳定性：
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(四、定位效应)
四、苯环亲电取代的定位效应 (一) 定位效应
NO2
发烟HNO3 ,浓 H2SO4 95℃
NO2 + H2O NO2 C H3 + HNO3
(二) 苯分子结构的现代解释
环状大π键
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(一、苯的结构)
结构及性质特征： 所有原子共平面； 形成环状大π键 碳碳键长全相等; 环稳定、难加成、 难氧化、易取代
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(一、苯的结构)
虽然苯的结构在今天已得到完全阐明,但 苯的结构式仍然采用当初 Kekulé 提出的式子。 或用圆圈代表环闭大π键的苯结构式。
E
H
催化剂 快
E + H+
第四章 芳香烃
第一节 苯及其同系物(三、性质)
1.卤代反应
苯在三卤化铁或铁粉等催化剂作用下, 与氯 和溴作用, 分别生成氯苯和溴苯以及卤化氢。
+ Cl2
FeCl3或Fe 55~60℃
Cl
+ HCl
氯苯(chlorobenzene)
+ Br2
FeBr3或Fe
Br
+ HBr