芳香烃化合物
芳香烃
1.Birch还原反应 碱金属（钠、钾或锂）在液氨与醇（乙醇、异丙醇或二级丁醇）的混合液中，与芳香化合物反应，苯环可被还原成1,4-环己二烯类化合物，这种反应叫做Birch（伯奇）还原。例如，苯可被还原成1,4-环己二烯。 Birch还原反应与苯环的催化氢化不同，它可使芳环部分还原生成环己二烯类化合物，因此Birch还原有它的独到之处，在合成上十分有用。 萘同样可以进行Birch还原。萘发生Birch还原时，可以得到1,4二氢化萘和1,4,5,8-四氢化萘。 2.催化氢化反应 苯在催化氢化( catalytic hydrogenation)反应中一步生成环己烷体系。萘在发生催化加氢反应时，使用不同的催化剂和不同的反应条件，可分别得到不同的加氢产物。蒽和菲的9、10位化学活性较高，与氢气加成反应优先在9、10位发生。 3.用金属还原 用醇和钠也可以还原萘，温度稍低时得1,4-二氢化萘，温度高时得1,2,3,4-四氢化萘。[1]
萘、蒽和菲的亲电取代反应
在正常情况下，萘比苯更易发生典型的芳香亲电取代反应，硝化和卤化反应主要发生在α位上。 由于萘十分活泼，溴化反应不用催化剂就可进行，氯化反应也只需在弱催化剂作用下就能发生。 为什么取代反应主要发生在α位上？共振理论认为：取代基进攻α位形成的碳正离子中间体有两个稳定的含有完整苯环结构的极限式，而进攻卢位形成的碳正离子中间体只有一个稳定的含有完整苯环结构的极限式，所以前者比后者稳定。显然，稳定碳正离子相对应的过渡态势能也相对较低，所以进攻α位，反应活化能较小，反应速率快。 在发生可逆的磺化反应时，进入的位置和外界的条件很有关系。低温时，口氢先被取代，当温度升高后，再转移到较稳定的p位上，这结果表明α-萘磺酸的生成是受动力学控制的，而β-萘磺酸的生成是受热力学控制的。 上述现象表明，与萘的硝化、卤化反应一样，生成α-萘磺酸比生成β-萘磺酸活化能低，低温条件下提供能量较少，所以主要生成α-萘磺酸。但磺化反应是可逆的，由于,α-磺基与异环的α-H处于平行位置，空阻较大，不稳定，随着反应温度升高，α-萘磺酸的增多，α-磺化反应的逆向速率将逐渐增加；另外，温度升高也有利于提供β-磺化反应所需的活化能，使其反应速率也加大，β-磺基与邻近的氢距离较大，稳定性好，其逆向反应速率很慢，所以α-萘磺酸逐渐转变成β-萘磺酸。 萘的酰化反应既可以在α位发生，也可以在β位发生，反应产物与温度和溶剂很有关系。 一取代萘进行亲电反应时，第一取代基(G)也有定位效应，卤素以外的邻对位取代基使环活化，因此取代反应主要在同环发生。 如果第一取代基(G)在β位时，有时6位也能发生取代反应，因为6位也可以被认为是G的对位。 间位取代基使环钝化，因此取代反应主要发生在异环的α位。 但是，磺化和傅一克反应常在6，7位发生，生成热力学稳定产物。 蒽比苯、萘更易发生亲电取代反应，除磺化反应在1位发生外，硝化、卤化、酰化时均得9-取代蒽，取代产物中常伴随有加成产物。 菲的9，10的化学活性很高，取代首先在9，10位发生。 此外菲的1,2,3,4,10和5,6,7,8,9是对应的，所以应有五种一元取代产物
芳香烃类物质
芳香烃类物质
芳香烃是一类具有特殊香气的有机化合物，它们广泛存在于我们的日常生活中。
下面我将介绍一些常见的芳香烃物质，并从人类的视角来描述它们的特性和应用。
让我们来谈谈苯。
苯是最简单的芳香烃，它具有一种独特的甜味和芳香气味，常用于制造香水和化妆品。
它还是一种重要的工业原料，用于生产塑料、橡胶和染料等产品。
苯的存在使我们的生活更加丰富多彩。
接下来是萘。
萘是一种有机化合物，具有非常浓郁的香气。
它常被用作香水和蚊香的原料，能够带来宜人的气味和舒适的环境。
此外，萘还被广泛应用于医药领域，用于制造抗癌药物和治疗皮肤病的药物。
萘的独特香气为我们的生活增添了一份惬意。
再来说说菲。
菲是一种具有独特芳香气味的化合物，常被用于制造香水和香料。
它的气味能够给人带来宁静和舒适的感觉，因此经常被用于放松和缓解压力。
此外，菲还被广泛应用于药物研究和生物化学领域，用于合成新药和开发新的治疗方法。
菲的存在让我们的生活更加美好和健康。
我们来谈谈蒽。
蒽是一种具有特殊气味的芳香烃，常被用作染料和颜料的原料。
它的独特气味给人一种深沉和神秘的感觉，因此被广泛应用于艺术和文化领域。
蒽的存在使我们的生活更加充满了艺术
的氛围和文化的魅力。
总的来说，芳香烃是一类具有特殊香气的有机化合物，它们不仅丰富了我们的生活，还在各个领域发挥着重要的作用。
它们的香气和特性给人们带来了愉悦和舒适的感受，同时也为科学研究和工业生产提供了重要的原料。
让我们珍惜和享受这些芳香烃物质带来的美好。
3.1芳香烃
磺化反应可逆，调节温度得到不同产物
CH3 CH3 CH3 SO3H
+ H2SO4
+
SO3H
反应温度不同 产物比例不同
0℃ 25℃ 100℃
邻甲基苯磺酸 43% 32% 13%
对甲基苯磺酸 53% 62% 79%
30
•
利用磺化的可逆性保护苯环上的某些位置
OH
H2SO4
OH
2molBr2
OH Br Br
•六氯化苯简称六六六, 杀虫剂，已经禁止使用。
44
3.3.2.3 氧化反应
45
46
CH 3
均有,直接 氧化到苯甲酸
CH 2CH 2CH 3
COOH
MnO4-/H2O
47
3.4苯环上亲电取代反应的定位效应
3.4.1 定位基概念
定位基：在进行亲电取代反应时，苯环上原有取代基， 不仅影响着苯环的取代反应活性，同时决定着第二个取代基 进入苯环的位置，即决定取代反应的位置。原有取代基称做 定位基。
54
2.间位定位基定位能力由强到弱的顺序: -NR3 > -NO2 > -CN > -SO3H > -CHO > -COR > -COOH > -COOR > -CONH2
+
55
3.4.3 定位规律的理论解释 (1) 第一类定位基对苯环的影响及其定位效应
3.3.2.1 亲电取代反应—SE
O R
F-C acylation Halogenation
Cl
Br
I
al ky la tio n
na lf o Su
C
(4) b酰基 化反应
有机化学 8 芳烃
H 苯的结构最早由奥地利 化学家洛斯密特
〔Loschmidt〕提出〔在 H 1861年〕
3
凯库勒结构不完善：
①.不能解释为什么苯分子的不饱和度为4，如此之大，
却不发生类似于烯烃和炔烃的加成反响。
②.假定邻位两个氢被取代，但按此式应该有两种产物：
X X
X X
但实际上只有一种。 ③.由物理方法测定的苯分子中碳碳键长为0.139nm,
1,4-二甲苯 p-二甲苯
H3C
CH3
对二甲苯 para
8
3. 结构复杂的化合物
以苯作为取代基：
CH 2 OH
COOH
CH CH 2
苯甲醇
CH3CHC2H CH3
苯甲酸
苯乙烯
CHCOOH2-对异丁基苯基丙酸
CH3
2-(4-异丁基苯基)丙酸
9
4. 苯环上有多个不同取代基的化合物
O
原那么：R NH2 OH CHO或 C
NO 2
NO 2
发烟 H2SO4 浓 HNO3
110℃,5天
NO 2
O 2N
NO 2
CH 3
CH 3
CH 3
浓 H2SO4 浓 HNO3 30℃
NO 2
+
甲苯硝化比苯容易，为什么？
NO 2
19
3. 磺化反响 发烟 H2SO4
SO3H
机理：
2H2SO4
SO3 + H 3 O + HSO4
O
慢
+S
OO
R Ar X(,FC ,B rl,I)
38
特点：除烃基外，自由价所连原子上要么有孤电子对，要
么有负电荷。 2). 第二类定位基：间位定位基，它们使第二个取代基
芳香烃类有机化合物
CH3 CH3 CH3
CH3
H3C
CH3
连三甲苯 1,2,3-三甲基苯
偏三甲苯
均三甲苯
1,2,4-三甲基苯
1,3,5-三甲基苯
9
第二节 苯的同系物、构造异构和命名
当苯环上连有不饱和基团或虽为饱和基团但体积较大
时，可将苯作为取代基。例：
CH CH2 C CH
苯（基）乙烯
CH3 CH CH CH2 CH3 CH CH2 CH3
两个取代基定位效应一致时，则第3个取代基 CH3 进入定位效应相互加强的位置。
OCH3
CH3 HNO3/H2SO4 OCH3 O2N + OCH3 NO2 OCH3 CH3 CH3
29
二元取代苯再次取代时的定位效应：
两个取代基定位效应不一致时，则：
CH3
1. 当取代基为活化基团与钝化基团 时，由活化基团决定第三个取代基的 位置。
AlCl3 150℃
HCl
COCH3 200℃
43
第二节 稠环芳烃和非苯芳烃
2. 氧化反应
O CrO 3 CH3COOH O
1,4-萘醌
O
O2 , V2O5
O O
邻苯二甲酸酐
44
第二节 稠环芳烃和非苯芳烃
3. 还原反应
H2 , cat. H2 , cat.
1,2,3,4-四氢萘
十氢萘
Na/C2H5OH
22
第四节
苯环上亲电取代反应的定位规律
一、单取代苯亲电取代反应活性
CH3 HNO3/H2SO4 CH3 NO2
+
CH3
NO2
COOH HNO3/H2SO4
芳香烃
芳香烃芳香烃的定义：芳香烃简称“芳烃”，通常指分子中含有苯环结构的碳氢化合物。
是闭链类的一种。
具有苯环基本结构，历史上早期发现的这类化合物多有芳香味道,所以称这些烃类物质为芳香烃,后来发现的不具有芳香味道的烃类也都统一沿用这种叫法。
例如苯、萘等。
苯的同系物的通式是CnH2n-6（n≥6）。
芳香族化合物在历史上指的是一类从植物胶里取得的具有芳香气味的物质,但目前已知的芳香族化合物中,大多数是没有香味的.因此,芳香这个词已经失去了原有的意义,只是由于习惯而沿用至今.芳香烃的分类：根据结构的不同可分为三类：①单环芳香烃,如苯的同系物②稠环芳香烃，如萘、蒽、菲等；③多环芳香烃，如联苯、三苯甲烷。
主要来源于石油和煤焦油。
芳香烃在有机化学工业里是最基本的原料。
现代用的药物、炸药、染料，绝大多数是由芳香烃合成的。
燃料、塑料、橡胶及糖精也用芳香烃为原料。
芳香烃的来源：芳香烃主要来源于煤、焦油和石油。
芳香烃不溶于水，溶于有机溶剂。
芳香烃一般比水轻；沸点随分子量的增加而升高。
芳香烃易起取代反应，在一定条件下也能起加成反应。
如苯跟氯气在铁催化剂条件下生成氯苯和氯化氢，在光照下则发生加成反应生成六氯化苯(C6H6Cl6)。
芳香烃主要用于制药、染料等工业。
多环芳香烃的简介多环芳香烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAH）,分子中含有两个或两个以上苯环结构的化合物，是最早被认识的化学致癌物。
早在1775年英国外科医生Pott就提出打扫烟囱的童工，成年后多发阴囊癌，其原因就是燃煤烟尘颗粒穿过衣服擦入阴囊皮肤所致，实际上就是煤炱中的多环芳香烃所致。
多环芳香烃也是最早在动物实验中获得成功的化学致癌物。
1915年日本学者Yam agiwa 和Ichikawa,用煤焦油中的多环芳香烃所致。
在五十年代以前多环芳香烃曾被认为是最主要的致癌因素，五十年代后各种不同类型的致癌物中之一类。
但从总的来说，它在致癌物中仍然有很重要的地位，因为至今它仍然是数量最多的一类致癌物，而且分布极广。
芳香烃
H || —C—C— || H
C
| —C—C
× |
C
思考：产物是什么？
CH3 | CH3—CH—
C| H3
CH3 |
—C—CH3 |
KMnO4/H+
| CH3
CH2—R
思考：产物是什么？
CH3 | CH3—CH—
C| H3
CH3 |
—C—CH3 |
HOOC
KMnO4/H+
|
| CH3 CH2—R
稠环芳烃：苯环之间通过共用苯环的若干环边
而形成
萘(C10H8)
蒽(C14H10)
三、芳香烃的来源及其应用 1、芳香烃主要来源：
煤高温干馏后得到焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯和焦炉气。将煤焦油 分馏，便可获得芳香烃。现代工业生产，芳香烃主要来源于石油化学工业 中的催化重整和裂化
2、芳香烃的应用：
在芳香烃中，作为基本有机原料应用最多的是苯、乙苯和对二甲苯等 苯是生产本分、硝基苯、苯胺、环己烷、二氯苯、氯苯、苯乙烯等重 要有机化合物的原料。通过这些有机化合物又可生产多种合成树脂、合成 纤维、染料、医药、洗涤剂、合成橡胶、炸药等
❖ 2、通式：CnH2n-6(n≥6)
❖ 3、特点：
❖ (1):苯环上的取代基必须是烷基(CnH2n+1 )。(2):分子中只含 有一个苯环,
❖ (3):分子组成相差n个CH2
二、苯的同系物
苯的几种同系物的结构简式
C| H3
甲苯(C7H8)
C| H2CH3
C| H3
H3C C| H3 CH3
乙苯( C8H10)
第二课时
❖苯的同系物
芳香族化合物
历史含义：具有香味的物质
芳香烃的作用
芳香烃的作用芳香烃是指烷基苯或烯基苯等具有芳香性的有机化合物，它们在生活中扮演着重要的角色。
以下是芳香烃的一些作用。
一、化学工业中的应用芳香烃是化学工业中非常重要的一类化合物，可用于制造染料、合成材料、医药、香料等。
其中最常用的为苯，它是制造石油化工产品的重要原料，如制造塑料、纤维、橡胶、染料、医药及农药等。
此外，许多的香水和香料中也含有芳香烃，它们能够给人以愉悦的感觉，起到改善心情和增加人的幸福感的作用。
二、医药中的应用许多有毒的药物如苯酚、苯并芘、萘等都是芳香烃类化合物。
但是，芳香烃中有一些化合物却有着药用价值。
如樟脑、沉香油等都被用作消炎、杀菌和止痛等方面，甚至还有催眠、镇静和呼吸兴奋的作用。
此外，芳香烃还被用于制药中的脆性剂、注射液等中，可以使药物更快地溶解和吸收。
三、食品中的应用芳香烃还广泛应用于食品加工中，可作为香料和调味剂来用，这可以让食品更加美味可口。
非常有趣的是，芳香烃还可以用来检测食品中的有毒物质。
如苯酚是一种有毒物质，它在低浓度下无法被肉眼识别，但是它的气味可以被人类感知。
所以当食物中含有苯酚时，人们可以通过嗅闻来检测出来。
四、环境保护中的应用芳香烃还可以用来检测和治理环境污染问题。
如萘、苯并芘是常见的环境污染物，它们可以存在于空气、水、土壤中，对环境和人类健康造成威胁。
而在此时，芳香烃可以作为一种检测和治理的重要手段之一。
通过检测萘、苯并芘的存在量，就可以判断环境的污染程度，进而采用合适的治理措施。
总的来说，芳香烃虽然是一类很小的有机化合物，但是在生活中的地位却非常重要。
无论是用作化学工业原料，还是医药和食品等方面，芳香烃都有着重要的作用。
它们的发现和应用，推动了许多行业的发展，也极大的方便了人类的生活。
芳香烃知识点总结
芳香烃知识点总结一、定义芳香烃是一类具有芳香性的碳氢化合物，其分子中含有一个或多个芳环。
芳香环是由连续的六个碳原子构成的环，每个碳原子上带有一个π键，环上的所有键角都是120度，因此芳香环是一个非常稳定的结构。
芳香烃具有特殊的物理和化学性质，可以发生芳烃的特有反应，如芳烃的亲电取代反应等。
芳香烃分为单环芳烃和多环芳烃两大类，单环芳烃是指分子中只含有一个芳香环，如苯、甲苯、二甲苯等；多环芳烃是指分子中含有两个以上的芳香环，如萘、菲、蒽等。
二、结构特点1.芳香环的稳定性芳香环具有高度的稳定性，这是由于芳香环中的所有碳原子都处于sp2杂化状态，环上每个碳原子都可以提供一个p轨道，形成一个大的π电子共轭体系。
π电子的共轭结构赋予芳香环很高的稳定性，从而使得芳香环中的碳-碳键相对稳定，不容易发生加成反应和饱和反应。
2.苯环的特殊结构苯是最简单的芳香烃，其分子中含有一个六元环苯环。
苯环具有一定的杂化，分子平面上存在4个等价的σ键和6个等价的π键，由于π键的存在，使得苯环的每个碳原子上都有1个p轨道未配对。
苯环中的所有碳-碳键长度均相等，为1.39Å，远高于正构烷烃的碳-碳键长，并且苯环是平面的，有4n+2个π电子，这是苯环能够表现出很强的芳香性和稳定性的重要原因。
3.芳香烃的共轭体系芳香烃的分子中存在大的π电子共轭体系，由于芳香环上的所有碳原子都可以提供一个p 轨道，形成一个广阔的π电子共轭体系，导致芳香环具有很高的稳定性和芳香性。
共轭体系的存在也赋予芳香烃一些特殊的物理和化学性质，如颜色的吸收和发射、光学活性、电子云密度的分布等。
三、性质1.化学性质芳香烃具有一些特殊的化学性质，如芳香性、共轭结构、亲电取代反应等。
芳香烃具有很强的芳香性，能够发生典型的亲电取代反应，如硝基取代、氯取代、甲基取代等，这些反应也是芳香烃的重要合成反应。
芳香烃还可以发生醌和亚硝基化合物的加成反应，这是由于芳香环具有平面结构和大的π电子共轭体系所决定的。
芳香烃
CH3 CH3 CH3 连三甲苯
CH3 CH3 CH3
CH3
CH3
CH3
偏三甲苯
均三甲苯
3、苯环上连有多个烷基时，应使最小的基团有最 、苯环上连有多个烷基时， 小的编号。其余规则与脂环烃相似。 小的编号。其余规则与脂环烃相似。如：
CH3 CH2CH3
1－甲基－4－乙基苯 －甲基－ －
4、 较复杂的（-NH2、-OH、-CHO、-COOH及C4以 、 较复杂的（ 、 、 、 及 以 上R）把苯作为取代基，相应基团做母体。例如： ）把苯作为取代基，相应基团做母体。例如：
CH2CH3
CH2CH2CH2CH3
甲苯
CH3 CH3
乙苯
NO2
正丁苯
Br
对二甲苯
硝基苯
溴苯
2、 苯环上连有三个相同基团时，用连、偏、均 苯环上连有三个相同基团时，用连、 来表示相对位置。 来表示相对位置。 注意必须是三个相同基团才能用连、 注意必须是三个相同基团才能用连、偏、 均来表示此三基团的相对位置。 均来表示此三基团的相对位置。
• 注意：当引入的烷基为三个碳以上时，引入的烷基 注意：当引入的烷基为三个碳以上时， 会发生碳链异构现象。 会发生碳链异构现象。
AlCl3
CH3 CH3
+ CH3CH2CH2Cl
CH
+
CH2CH2CH3
） 正丙苯（35~31% 异丙苯（65~69% ）
原因：反应中的活性中间体碳正离子发生重排， 原因：反应中的活性中间体碳正离子发生重排，产生更稳定的碳正 离子后，再进攻苯环形成产物。？ 离子后，再进攻苯环形成产物。？
亲电取代反应历程( 亲电取代反应历程(以溴代 反应为例) 反应为例)
芳香烃类有机化合物
AlCl3 150℃
HCl
COCH3 200℃
43
第二节 稠环芳烃和非苯芳烃
2. 氧化反应
O CrO 3 CH3COOH O
1,4-萘醌
O
O2 , V2O5
O O
邻苯二甲酸酐
44
第二节 稠环芳烃和非苯芳烃
3. 还原反应
H2 , cat. H2 , cat.
1,2,3,4-四氢萘
十氢萘
Na/C2H5OH
RX/AlCl3 R
CH3I,AlCl3 CH3I,AlCl3
CH3 CH3 CH2CH3 CH2CH3
17
CH3CH2Br,AlCl3 CH3CH2Br,AlCl3
(4) 傅-克(Friedel-Crafts)反应 2）傅-克酰基化反应：在路易斯酸催化下， 苯与酰卤、酸酐反应生成酰基苯。
O
+
O 无水 AlCl3 C CH3
+
CH3
C Cl
HCl
O CH3C
+
O O
无水AlCl3
CCH3
CH3C O
18
(5) 苯环侧链的α-H取代反应
CH3
+
Cl
光照
CH2Cl
+
HCl
CH2CH3
+
Cl
光照
CHCH3 Cl
+
HCl
19
（二）氧化反应（α-H）
CH3
KMnO4/H+
COOH
CH2CH2CH3
KMnO4/H+
COOH
CH3 CHCH2CH3
例ch3nocohch1甲基3乙基苯1甲基4乙基苯1硝基24二氯苯第二节苯的同系物构造异构和命名ch3ch3chchch连三甲苯偏三甲苯均三甲苯123三甲基苯124三甲基苯135三甲基苯第二节苯的同系物构造异构和命名当苯环上连有不饱和基团或虽为饱和基团但体积较大时可将苯作为取代基
芳香烃
H = –120kJ/mol
+ 3 H2
H = –208kJ/mol
苯的结构
苯分子是正六边形结构，六个碳原子和六个氢原子 在同一平面上，相邻的碳碳键之间的夹角是120， 碳碳键的键长都是0.139nm。 六个碳原子都是s p２杂化，所有的 键都在同一平 面上。每个碳原子都有一个未参加杂化的P轨道， 并且都垂直于键所构成的平面，六个ｐ轨道侧面 相互重叠形成一个闭合的大 键共轭体系。大 键的电子云就象两个救生圈分布在分子平面的上下 方。 由于 电子的充分离域，离域能大，体系的势能就 低，因此，苯环就特别稳定。由于苯分子中所有的 碳碳键完全相同，为此，常常用正六边形内加一个 圆圈来表示苯的结构。
甲苯
乙苯
丙苯
异丙苯
单环芳香烃的异构和命名
苯的二元取代物有三种异构体。 例如：
C H3 C H3 C H3 C H3 C H3 C H3
1，2-二甲苯 1，3-二甲苯 1，4-二甲苯 （邻二甲苯或o-二甲苯） （ 间二甲苯或m-二甲苯） （对二甲苯或p-二甲苯）
单环芳香烃的异构和命名
取代基相同的三元取代物有三种异构体。 例如：
C H3 H3 C C H3 C H3 C H3 H3 C C H3 C H3 C H3
1，2，3-三甲苯 （连三甲苯）
1，2，4-三甲苯 （偏三甲苯）
1，3，5-三甲苯 （均三甲苯）
苯基
苯分子上去掉一个氢原子剩下的基团 C6H5—叫做苯基。可简写作Ph-。
甲苯基和苯甲基
甲苯分子中苯环上去掉一个氢原子， 得到甲苯基，
苯的共振能
+ 3 H2
150.0（共振能）
《有机化合物的分类和命名》芳香烃命名法
《有机化合物的分类和命名》芳香烃命名法有机化合物的分类和命名——芳香烃命名法在有机化学的广阔领域中，对有机化合物进行准确的分类和命名是至关重要的。
这不仅有助于我们清晰地理解和交流化学结构与性质，也是进行深入研究和实际应用的基础。
在众多有机化合物中，芳香烃因其独特的结构和性质，拥有一套专门的命名方法。
芳香烃，简单来说，是指具有芳香性的烃类化合物。
它们通常具有稳定的环状结构，其中的电子呈现出特殊的离域分布。
芳香烃可以分为单环芳香烃和多环芳香烃两大类。
单环芳香烃是指只含有一个苯环的芳香烃。
苯（C₆H₆）是最典型的单环芳香烃，其结构高度对称，六个碳原子构成一个平面正六边形，每个碳原子都以 sp²杂化轨道与相邻的两个碳原子和一个氢原子形成σ 键，剩余的一个未杂化的 p 轨道上的电子在环上形成了一个大π 键，使得苯环具有特殊的稳定性。
对于单环芳香烃的命名，当苯环上只有一个取代基时，将该取代基作为母体，苯作为取代基，称为“某苯”。
例如，当苯环上有一个甲基时，称为“甲苯”；有一个乙基时，称为“乙苯”。
当苯环上有两个相同的取代基时，常用“邻（o）、间（m）、对（p）”来表示它们的相对位置。
例如，两个甲基在苯环上相邻位置时，称为“邻二甲苯”；在相间位置时，称为“间二甲苯”；在相对位置时，称为“对二甲苯”。
当苯环上有三个相同的取代基时，不管它们的位置如何，都称为“连三甲苯”、“偏三甲苯”或“均三甲苯”。
当苯环上有不同的取代基时，按照“次序规则”，将较优基团排在后面，较次基团排在前面，然后依次编号，并以数字标明取代基的位置。
例如，苯环上有一个甲基和一个氯原子时，由于氯原子的原子序数大于碳原子，所以氯原子为较优基团，甲基为较次基团，此时命名为“氯甲苯”，如果氯原子在 2 位，甲基在 4 位，则称为“2-氯-4-甲苯”。
多环芳香烃的命名则相对复杂一些。
稠环芳香烃是指两个或两个以上的苯环共用相邻的两个碳原子而成的芳香烃。
芳香烃
Cl Cl
六氯环己烷
稠环芳烃
一、萘 萘是有光亮的白色片状晶体，熔点80.2 oC ，沸点218 oC，不溶于水，易 溶于乙醇、乙醚和苯等有机溶剂。燃烧时光亮弱、烟多。萘挥发性大， 易升华，有特殊气味，具有驱虫防蛀作用。萘可能有致癌作用，萘在工 业上主要用于合成染料、农药等。萘的来源主要是煤焦油和石油。
CH3 CH3
CH3 CH3
CH3
CH3 CH2CH3
CH2CH3 C(CH3 )3
CH3
1,2-二甲苯 邻二甲苯 或 o-二甲苯
1,3-二甲苯 间二甲苯 或 m-二甲苯
1,4-二甲苯 2-乙基甲苯 对二甲苯 或 邻乙基甲苯 p-二甲苯
3-叔丁基乙苯 间叔丁基乙苯
命名
•三元取代物 三个烷基的相对位置可用数字表示，还可用“连、均、偏”来表示 。
2-甲基-2苯基丁烷
苯的结构
碳原子均为sp2杂化
×3 →
3条sp2 杂化轨道
H C
120o C
H C H
108pm 140pm
H C 120o C C H H
六个碳原子和 六个氢原子都 在同一平面上， 碳-碳键长均相 等，六个碳原 子组成一个正 六边形，所有 键角均为120°。
H
H H
H H H
每个碳原子上还有一 个未参加杂化的p轨 道，这6个p轨道互相 平行，且垂直于苯环 所在的平面。p轨道 之间彼此重叠形成一 个闭合共轭大π键。 使电子云分布完全平 均化,分子能量大大 降低，苯环具有高度 的稳定性 。
萘的化学性质（比苯活泼） （1）硝化
HNO3H2SO4
NO2
（2）氧化反应
O
CrO3 , HOA c
可作亲双烯体,用 于双烯合成.
芳香烃类物质
芳香烃类物质
芳香烃又称芳烃，是一种仅由碳、氢两种元素组成的芳香族化合物。
根据芳香烃分子中是否含有苯环可将其分为苯系芳香烃和非苯系芳香烃。
芳香烃主要来源于石油和煤焦油。
最简单和最重要的芳烃是苯及其同系物甲苯、二甲苯、乙苯等，苯乙烯是一种重要的含有不饱和取代基的芳烃。
以上这些化合物都只含有一个苯环，称为单环芳烃。
两个或两个以上的苯环共有两个相邻的碳原子，称为稠环芳烃，如萘、蒽、菲等。
芳烃还有由两个或两个以上的苯环以单键直接连接而成的，如联苯；也有通过碳链相连的，如二苯甲烷。
芳香族烃类化合物
酰基化反应
将苯与酰氯或酸酐在酸性催化剂作用下进行酰基化反应，生 成芳香酮或酸。
稠环芳烃的合成
氧化偶联反应
将芳香族化合物在氧化剂作用下进行 偶联反应，生成稠环芳烃。
分子内的环化反应
某些芳香族化合物在加热或加压条件 下发生分 和化学性质
物理性质
溶解性
芳香族烃类化合物通常不溶于水，但可溶于有机 溶剂。
沸点
由于其相对较高的分子量和稳定性，芳香族烃类 化合物的沸点通常较高。
密度
芳香烃的密度通常比水大，且随着分子量的增加 而增大。
化学性质
稳定性
芳香族烃类化合物相对稳定，不易发生氧化或还原反应。
总结词
随着环保意识的提高，对芳香族烃类化合物对环境和安全性的影响将有更深入的研究，以减少其对环 境的负面影响。
详细描述
目前，芳香族烃类化合物在生产和使用过程中可能对环境和人类健康产生一定影响。因此，对其在环 境中的迁移、转化和降解行为，以及对人体健康的潜在影响进行深入研究，是未来研究的重点方向。 同时，开发低毒、环保的替代品或寻找循环利用的方法也是未来的研究重点之一。
在医药工业中的应用
药物合成
芳香族烃类化合物是许多药物合成的关键原料，如抗癌药物、抗 生素等。
诊断试剂
芳香族烃类化合物可以用于制备诊断试剂，如用于检测癌症、传 染病等的试剂盒。
生物活性分子
某些芳香族烃类化合物具有生物活性，可以作为药物或其他生物 活性分子的先导化合物。
在农业中的应用
农药
某些芳香族烃类化合物可以作为农药使用，如除草剂、杀虫剂等。
进而发生取代反应。
加成反应
03
芳香烃
芳香烃芳香烃简称“芳烃”，通常指分子中含有苯环结构的碳氢化合物。
是闭链类的一种。
具有苯环基本结构，历史上早期发现的这类化合物多有芳香味道,所以称这些烃类物质为芳香烃,后来发现的不具有芳香味道的烃类也都统一沿用这种叫法。
例如苯、萘等。
苯的同系物的通式是CnH2n-6（n≥7）。
根据结构的不同可分为三类：①单环芳香烃,如苯的同系物②稠环芳香烃，如萘、蒽、菲等；③多环芳香烃，如联苯、三苯甲烷。
主要来源于石油和煤焦油。
芳香烃在有机化学工业里是最基本的原料。
现代用的药物、炸药、染料，绝大多数是由芳香烃合成的。
燃料、塑料、橡胶及糖精也用芳香烃为原料。
芳香烃主要来源于煤、焦油和石油。
芳香烃不溶于水，溶于有机溶剂。
芳香烃一般比水轻；沸点随分子量的增加而升高。
芳香烃易起取代反应，在一定条件下也能起加成反应。
如苯跟氯气在铁催化剂条件下生成氯苯和氯化氢，在光照下则发生加成反应生成六氯化苯(C6H6Cl6)。
芳香烃主要用于制药、染料等工业。
芳香族化合物在历史上指的是一类从植物胶里取得的具有芳香气味的物质,但目前已知的芳香族化合物中,大多数是没有香味的.因此,芳香这个词已经失去了原有的意义,只是由于习惯而沿用至今.多环芳香烃的简介多环芳香烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAH）,分子中含有两个或两个以上苯环结构的化合物，是最早被认识的化学致癌物。
早在1775年英国外科医生Pott就提出打扫烟囱的童工，成年后多发阴囊癌，其原因就是燃煤烟尘颗粒穿过衣服擦入阴囊皮肤所致，实际上就是煤炱中的多环芳香烃所致。
多环芳香烃也是最早在动物实验中获得成功的化学致癌物。
1915年日本学者Yamagiwa 和Ichikawa,用煤焦油中的多环芳香烃所致。
在五十年代以前多环芳香烃曾被认为是最主要的致癌因素，五十年代后各种不同类型的致癌物中之一类。
但从总的来说，它在致癌物中仍然有很重要的地位，因为至今它仍然是数量最多的一类致癌物，而且分布极广。
芳香族化合物与芳香烃
问:6个碳和 个氢怎么结合呢? 个碳和6个氢怎么结合呢? 个碳和 个氢怎么结合呢
2,结构 , (1)结构式 H C ) 1865凯库勒 H C 凯库勒
H C C H C H C H H C H C
H C C H C H C H
(2)结构简式 ) 如何用实验的方法 证明凯库勒结构式 是否正确? 是否正确?
注意: 注意: 1,苯与卤素反应比甲烷容易 , 2,苯和液溴反应而不是溴水 , 3,也能与Cl2等其它卤素反应 ,也能与 催化剂
-H +Cl-Cl
-Cl +HCl 氯苯
b.硝化反应 [实验 硝化反应 实验 实验4-14] 药品:浓硝酸, 药品:浓硝酸,浓硫酸冷却后加苯 装置:水浴加热( 装置:水浴加热(500C ~ 600C) ) 现象: 现象:苦杏仁味淡黄色油状液体生成
第七节 苯 芳香烃 一,芳香族化合物和芳香烃 1,芳香族化合物:分子中含一个或多个苯环的 ,芳香族化合物: 化合物 注意:是否含苯环是判断依据 注意: "芳香"二字是沿用的 芳香" 2,芳香烃:含苯环的C,H化合物. ,芳香烃:含苯环的 , 化合物 化合物. 可见苯环是此类化合物中最简单的
二,苯 1,组成: ,组成: 已知苯分子含C为 已知苯分子含 为92.3%,含H为7.7%,其蒸气 , 为 , 对空气的相对密度为2.69,求其分子式. 对空气的相对密度为 ,求其分子式. (1)M = 2.69×29= 78 ) × (2)C= 78×92.3%÷12 = 6 ) × ÷ H= 78×7.7%÷1 = 6 × ÷ 分子式为 C6H6 最简式: 最简式: CH 1825年 1825年,法拉第 分子式: 分子式: C6H6 1833 年米希尔里希
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。
生活中的芳香烃化合物
3 3
CH3
CH3
(麝香中间体)
CH3
OH
→ + (H3C)3C Cl ⎯⎯⎯⎯⎯
H3PO4或H2SO4 . 80C
C(CH3)3
OCH3
(抗氧化剂BHA)
OCH3
例
多环芳香烃
一类含有多个苯环的芳香族化合物 煤炭、木材、石油等有机物 不完全燃烧的产物
致癌
受污染水体中的鱼类
多环芳香烃超标
熏烤、烧烤肉类
处理方法
低分子量的多环芳香烃 萘、苊、苊烯等
高分子量的多环芳香烃
荧蒽、苯并(a)蒽等
生物降解
谢谢
以异庚烷为例：
其它链烃和环烃也能转变为芳香族化合物
1．苯及甲苯：用含有 环己烷、甲基环戊烷、 甲基环己烷或二甲基 环戊烷等的馏分，用 钼的催化剂脱氢，即 得到苯及甲苯。 2．萘：石油重整蒸馏 后的残余物中含有多 量的甲基萘，在高温 及钴钼的催化作用下， 发生去烷基的作用， 就得到萘。
例如
人工合成色素是从煤焦油中制 取，或以苯、甲苯、胺等芳香烃 化合物为原料合成的，故又称煤 焦油色素或苯胺色素
人工合成色素ຫໍສະໝຸດ 优 点缺 点着色力强，色泽鲜艳， 成本较低
对经基苯甲酸丙酯
二.防腐剂
对经基苯甲酸乙酯
例如
苯甲酸 及其钠盐
(
)
三.芳香烃溶剂
芳香烃溶剂是利用重整芳烃为原料，按国际 上专用芳烃溶剂标准研制生产的。
用途
用作慢性油漆及树脂溶剂，高级印刷油 的配料，双氧水生产萃取剂。 用轻油槽车或干净铁桶装运，本品属危 险品，按危险规定贮运。
生活中的芳香烃化合物
蒋文静 梁锦娟 朱净
芳香烃
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(35%-31%)
亲电试剂是异丙基，而不是正丙基
16
17
3）苯环上的亲电取代反应
（e）Friedel-Crafts酰基化反应
C H 3C O C l A lC l3
O C H 3C A lC l4
由于反应生成的芳酮能与AlCl3形成络合物，所以 催化剂必须过量。
18
3）苯环上的亲电取代反应：具体反应
CH3
HNO3 H 2S O 4,30℃
CH3 NO2
CH3
反应比苯容易
NO2
HNO3 H 2S O 4,95℃
NO2
NO2
反应比苯困难
NO2
13
3）苯环上的亲电取代反应：具体反应
c）磺化反应
H2SO4
S O 3H
反应比苯容易 反应比苯困难
CH3
H2S O 4
CH3
CH3 S O 3H
S O 3H
c）磺化反应
2H 2 S O 4
S O 3 H 3 O H S O 4
d）Friedel-Crafts烷基化反应
R X A lX 3
R A lX 4 11
3）苯环上的亲电取代反应：具体反应
a）卤代反应 反应比苯困难
反应比苯容易
反应比苯困难
12
3）苯环上的亲电取代反应：具体反应
b）硝化反应
NO2
HNO3 H 2S O 4,45℃
7
3.3 单环芳烃的性质 3）苯环上的亲电取代反应
Electrophilic Substitution on benzene ring
苯环中六个π电子形成离域大π键，不管何种反应,分子都力图保 持其共轭体系，即苯环不受破坏，反应将以亲电取代为主。
8
3.3 单环芳烃的性质
3）苯环上的亲电取代反应
H + –
+E Y
E +H Y
主要有：
1.硝化反应(Nitration)
2.磺化反应Sulfonation
3.付-克反应Friedel-Crafts Alkylation
Friedel-Crafts Acylation
4.卤化反应Halogenation
5.氯甲基化反应
9
3）苯环上的亲电取代反应：历程
亲电取代反应遵循一个共同的历程。 a）亲电试剂进攻芳环,生成苯基正离子,这是决定反应速度的一步
208kj/mol
360kj/mol
环己烷
氢化热简图
3
3.2 单环芳烃
（2）苯分子的近代概念
根据红外光谱和电子衍射等物理方法测定，苯分子中 的十二个原子处于同一平面上，碳碳键键角为120°
H
σσ C
HC
120o
H C 1.39Ǻ
CH
120o C H
C 120o
H
1.10Ǻ
可以解释：为什么苯分子特别稳定？
E + E +慢 H
E H
b）苯基正离子消去一个质子，恢复苯的芳环结构
E H快
E + H+
E H
以上反应历程可看成为加成－消去历程
10
3）苯环上的亲电取代反应：亲电组分
a）卤代反应 X2+FeX3→X++FeX4-
b）硝化反应
2 H 2 S O 4 H N O 3
N O 2 H 3 O2 H S O 4
NO2
NO2
H2SO4
发烟
S O 3H
14
3）苯环上的亲电取代反应：具体反应
d) 付-克反应Friedel-Crafts
反应试剂除了卤烷之外，还可采用烯烃、醇等。
BF3
CH3CH2OH
CH2CH3
CH2 CHCH3微A 量lCH l32O
CH(CH3)2
15
3）苯环上的亲电取代反应：反应历程
烷基化反应的重排(Rearrangements)
须含有-H）
CH3
COOH
KMnO4/H
or K2Cr2O7
H
C H (C H 3)2
COOH
6
3.3 单环芳烃的性质 芳烃的侧链反应
b）侧链卤代反应（自由基取代）
h v
C H 2 C H 2 C H 3 C l2
C H C H 2 C H 3 H C l C l
Cl
hv
CCH2CH3 HCl
Cl
第三章 芳香烃化合物
3.1 单环芳烃
1、苯的结构
1）凯库勒（Kekule）结构式：1865年德国化学家Kekule 首先提出苯分子结构为
H
C HC CH
HC CH C
H
1
3.2 单环芳烃
1、苯的结构
但是Kekule不能说明如下事实： ① 实测键长完全等同为0.139nm；比单键0.154nm短，比
羰基是吸电子基团，反应停留在一取代阶段。而且 酰基碳正离子不会发生重排，所以可利用此反应来制 取直链烷基苯
19
3）苯环上的亲电取代反应：具体反应
补：氯甲基化反应
+ ( H C H O ) 3 + 3 H C l无 水 Z n C l 2 3
C H 2 C l + H 2 O
该反应的应用价值在于：—CH2Cl可以顺利地转变为— CH3、—CH2OH、—CH2CN、—CHO、—CH2COOH、
在C+没有进攻苯环之前,可能产生重排, 生成更稳定的C+, 再 进攻苯环,因此苯环烷基化时, 伴随着重排产物，有时重排产物还
H3CH2CH2Cl -18oC to 80oC
CH(CH3)2 +
CH2CH2CH3
1-氯丙烷基 n-propyl chloride
(65%-69%)
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？
4
3.3 单环芳烃的性质
1）催化加氢(氯) 在催化剂（Pt、Pd、Ni）存在下，于高温、高压下，
苯加氢得到环己烷。这是工业上制备环己烷的方法之一。 H2,Pt 175℃,P
5
3.3 单环芳烃的性质 2）芳烃的侧链反应
a）侧链被氧化
在强氧化剂KMnO4、K2Cr2O7、稀硝酸等存在下，苯 环侧链烷基可发生氧化，产物为苯甲酸（被氧化的侧链必
双键0.133nm长。 ②为什么苯环分子特别稳定？
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
2
1、苯的结构
3.2 单环芳烃
环己三烯+3H2
环己二烯+2H2
苯+3H2
环己烯+H2
231kj/mol
120kj/mol
—CH2N( CH3)2等基团。
20
3.4 苯环上亲电取代反应的定位规律
（1）定位规律
当苯环上已有一个取代基时，引入的第二个取代基可 以在环上的三个位置取代，得到三个异构体。
A
A
A
邻位
间位
对位
21
苯环上亲电取代反应的定位规则
从左到右，取代苯的亲电反应活性增加
22
3.4 苯环上亲电取代反应的定位规律
有些取代基，使新来基团进入其邻对位，邻对位总产率大 于90％，有的甚至达100％，有些取代基则使新进入的基团主 要进入原有取代基的间位。可以把取代基分成三类：