清华大学有机化学优秀课件
合集下载
相关主题
- 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)。
Chapter 9
Aromatic compounds 第九章 芳香化合物
Organic Chemistry A (1) By Prof. Li Yan-Mei Tsinghua University
1
Content
9.1 Structure 9.2 Classification, Nomenclature and Isomerization 9.3 Spectrum Data & Physical Properties 9.4 Electrophilic Substitution of Substituted Benzene 9.5 Other Chemical Reactions of Substituted Benzene 9.6 Aryl Halides 9.7 Polycylic Aromatic Hydrocarbons
4
9.1.2 Aromaticity 芳香性
H2 cat.
3 H2 cat.
Cyclohexatriene hypothetical
3 H2 cat.
Benzene
Experimental Calculated
Experimental
5
6
9.1.3 Explanation
1, Valence Bond Theory 价键理论观点
9.3.1 Spectrum data
7.40 7.29
1.25
7.27 2.60
7.40 7.29
8
7
6
5
4
3
2
1
0
PPM
128.6 127.7
14.5
125.9
144.3 28.2
128.6 127.7
140
120
100
80
60
40
20
0
PPM
IR C－H 伸缩振动 3110－3010 cm-1 C＝C 伸缩振动 1600 cm-1(m), 1580 cm-1, 1500 cm-1(s), 1450 cm-1(w) C－H 面外振动 900-690cm-1 指纹区的特殊峰可用于判断苯环的取代情况
SO 3H
3-硝基-2-氯苯磺酸
HO CHO
NH2
2-氨基-5-羟基苯甲醛
OH
COOH
3-羟基苯甲酸
Br HO
NH2
3-氨基-5-溴苯酚
20
9.3 Spectrum Data & Physical Properties
9.3.1 Spectrum data 9.3.2 Physical properties
UV 带I max= 184 nm（真空紫外） 带II max= 204 nm 带III max= 255 nm
9.3.2 Physical properties
熔点(℃)： 5.5
沸点(℃)： 80.1
中文化合物性质搜索：
相对密度(水=1)： 0.88
1，百度百科
相对蒸气密度(空气=1)： 2.77 饱和蒸气压(kPa)： 13.33(26.1℃)
爆炸下限%(V/V)： 1.2
溶解性： 不溶于水，溶于醇、醚、丙酮等多数有机溶剂。
苯甲位
CH2
富含电子的区域
加氢 亲电
加成？取代？
25
9.4 Electrophilic Substitution of Substituted Benzene
9.4.1 Electrophilic Substitution 9.4.2 Orientation 9.4.3 Application
CH3 CH3
o-
CH3 CH3 CH3
连－
CH3
CH3
CH3
m-
CH3
CH3
p-
CH3
H3C
CH3
均－
CH3 CH3
偏－
14
9.2.3 Nomenclature 命名
方法一：以侧链为母体，以芳环为取代基
CH3CH2CHCH2CH3
3-苯基戊烷
1-苯（基）乙醇
OH
15
方法二：以苯环或其衍生物为母体 1、一取代衍生物
R、X、NO2、NO视为取代基
Br
NO
乙（基）苯
溴苯
亚硝基苯
16
其它基团与苯环一同视为苯的衍生物
-NH2 氨基 苯胺
-OH 羟基
-CHO -COR -SO3H -COOH 酰基 酰基 磺酸基 羧基
苯酚 苯甲醛 苯某酮 苯磺酸 苯甲酸
17
2、多取代衍生物 情况一：只有X、R、NO2、NO这几种取代基
2，Wiki百科
燃烧热(kJ/mol)： 3264.4
临界温度(℃)： 289.5
临界压力(MPa)： 4.92
http://baike.baidu.com/
辛醇/水分配系数的对数值： 2.15
闪点(℃)： -11
引燃温度(℃)： 560 爆炸上限%(V/V)： 8.0
http://www.wiki.cn/
9.1 Structure
9.1.1 Molecular structure 9.1.2 Aromaticlty 9.1.3 Explanation
9.1.1 Molecular structure 分子结构
1.09 Å
H
H
H
120o
1.39 Å
120o
H
H
H
A planer and symmetric molecule
9.2.1 Classification 9.2.2 Isomerization 9.2.3 Nomenclature
9.2.1 Classification 分类
根据芳环的个数 单环芳烃 多环芳烃
根据芳环连接的方式
H
联苯
多苯代脂肪烃
8
1
9
7Leabharlann Baidu
2
6
3
10
5
4
稠环芳烃
13
9.2.2 Isomerization 异构
sp2
7
delocalization -bond
8
2, Molecular Orbital Theory 分子轨道理论观点
反键 轨道
成键 轨道
9
反键 轨道
成键 轨道
10
3, Resonance Structure 共振论观点
i
ii
iv
viii
iii
vi
vii
v
11
9.2 Classification, Nomenclature and Isomerization
取代产物有芳香性
E
Nu E E+
H Nu E
Nu
加成产物无芳香性
27
Free energy
H Y +Z
+Y Z
Progress of the reaction
关键：以“苯”为母 体
顺序规则
Cl NO2
1-硝基-2-氯苯
18
情况二：含有除X、R、NO2、NO之外的其它基团 关键：选母体 母体官能团确定后，其余基团均为取代基 原则：
－OR、－NH2、－OH、＝CO、－CHO、－CN、 －CONH2、－COX、－COOR、－SO3H、 －COOH
19
NO2 Cl
Aromatic compounds 第九章 芳香化合物
Organic Chemistry A (1) By Prof. Li Yan-Mei Tsinghua University
1
Content
9.1 Structure 9.2 Classification, Nomenclature and Isomerization 9.3 Spectrum Data & Physical Properties 9.4 Electrophilic Substitution of Substituted Benzene 9.5 Other Chemical Reactions of Substituted Benzene 9.6 Aryl Halides 9.7 Polycylic Aromatic Hydrocarbons
4
9.1.2 Aromaticity 芳香性
H2 cat.
3 H2 cat.
Cyclohexatriene hypothetical
3 H2 cat.
Benzene
Experimental Calculated
Experimental
5
6
9.1.3 Explanation
1, Valence Bond Theory 价键理论观点
9.3.1 Spectrum data
7.40 7.29
1.25
7.27 2.60
7.40 7.29
8
7
6
5
4
3
2
1
0
PPM
128.6 127.7
14.5
125.9
144.3 28.2
128.6 127.7
140
120
100
80
60
40
20
0
PPM
IR C－H 伸缩振动 3110－3010 cm-1 C＝C 伸缩振动 1600 cm-1(m), 1580 cm-1, 1500 cm-1(s), 1450 cm-1(w) C－H 面外振动 900-690cm-1 指纹区的特殊峰可用于判断苯环的取代情况
SO 3H
3-硝基-2-氯苯磺酸
HO CHO
NH2
2-氨基-5-羟基苯甲醛
OH
COOH
3-羟基苯甲酸
Br HO
NH2
3-氨基-5-溴苯酚
20
9.3 Spectrum Data & Physical Properties
9.3.1 Spectrum data 9.3.2 Physical properties
UV 带I max= 184 nm（真空紫外） 带II max= 204 nm 带III max= 255 nm
9.3.2 Physical properties
熔点(℃)： 5.5
沸点(℃)： 80.1
中文化合物性质搜索：
相对密度(水=1)： 0.88
1，百度百科
相对蒸气密度(空气=1)： 2.77 饱和蒸气压(kPa)： 13.33(26.1℃)
爆炸下限%(V/V)： 1.2
溶解性： 不溶于水，溶于醇、醚、丙酮等多数有机溶剂。
苯甲位
CH2
富含电子的区域
加氢 亲电
加成？取代？
25
9.4 Electrophilic Substitution of Substituted Benzene
9.4.1 Electrophilic Substitution 9.4.2 Orientation 9.4.3 Application
CH3 CH3
o-
CH3 CH3 CH3
连－
CH3
CH3
CH3
m-
CH3
CH3
p-
CH3
H3C
CH3
均－
CH3 CH3
偏－
14
9.2.3 Nomenclature 命名
方法一：以侧链为母体，以芳环为取代基
CH3CH2CHCH2CH3
3-苯基戊烷
1-苯（基）乙醇
OH
15
方法二：以苯环或其衍生物为母体 1、一取代衍生物
R、X、NO2、NO视为取代基
Br
NO
乙（基）苯
溴苯
亚硝基苯
16
其它基团与苯环一同视为苯的衍生物
-NH2 氨基 苯胺
-OH 羟基
-CHO -COR -SO3H -COOH 酰基 酰基 磺酸基 羧基
苯酚 苯甲醛 苯某酮 苯磺酸 苯甲酸
17
2、多取代衍生物 情况一：只有X、R、NO2、NO这几种取代基
2，Wiki百科
燃烧热(kJ/mol)： 3264.4
临界温度(℃)： 289.5
临界压力(MPa)： 4.92
http://baike.baidu.com/
辛醇/水分配系数的对数值： 2.15
闪点(℃)： -11
引燃温度(℃)： 560 爆炸上限%(V/V)： 8.0
http://www.wiki.cn/
9.1 Structure
9.1.1 Molecular structure 9.1.2 Aromaticlty 9.1.3 Explanation
9.1.1 Molecular structure 分子结构
1.09 Å
H
H
H
120o
1.39 Å
120o
H
H
H
A planer and symmetric molecule
9.2.1 Classification 9.2.2 Isomerization 9.2.3 Nomenclature
9.2.1 Classification 分类
根据芳环的个数 单环芳烃 多环芳烃
根据芳环连接的方式
H
联苯
多苯代脂肪烃
8
1
9
7Leabharlann Baidu
2
6
3
10
5
4
稠环芳烃
13
9.2.2 Isomerization 异构
sp2
7
delocalization -bond
8
2, Molecular Orbital Theory 分子轨道理论观点
反键 轨道
成键 轨道
9
反键 轨道
成键 轨道
10
3, Resonance Structure 共振论观点
i
ii
iv
viii
iii
vi
vii
v
11
9.2 Classification, Nomenclature and Isomerization
取代产物有芳香性
E
Nu E E+
H Nu E
Nu
加成产物无芳香性
27
Free energy
H Y +Z
+Y Z
Progress of the reaction
关键：以“苯”为母 体
顺序规则
Cl NO2
1-硝基-2-氯苯
18
情况二：含有除X、R、NO2、NO之外的其它基团 关键：选母体 母体官能团确定后，其余基团均为取代基 原则：
－OR、－NH2、－OH、＝CO、－CHO、－CN、 －CONH2、－COX、－COOR、－SO3H、 －COOH
19
NO2 Cl