大学有机化学芳香烃PPT课件

p-二 甲 苯
1， 2-二 甲 苯
1， 3wk.baidu.com二 甲 苯
1， 4-二 甲 苯
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三 三取代苯
CH3 CH3
CH3 CH3
CH3
CH3
连三甲苯
CH3
偏三甲苯
H3C
CH3
均三甲苯
四 芳基 芳基 Ar- 苯基 Ph- () 苄基 (PhCH2-) Bz
五 苯衍生物的命名 1 –NO2, -NO, -X, -R 一般只作取代基； 2 取代基为-NH2, -OH, -CHO, -COOR(H), -SO3H等时，各视 作一类化合物。
N,R
N,R
N,R
.
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5 苯的氢化热比预计值低得多
+ H2
H= 120kJ/mol
+ 2H2
H= 232kJ/mol
+ 3H2
H= 208kJ/mol
稳定化能： 120×3-208=152
二 苯结构的现代观点
（一）苯的实际结构
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1 平面正六边形，所有原子均在同一平面内；
2 键角皆120°； 3 C-C键长 0.1397nm, C-H 0.1084nm
一些单环芳烃的物理性质
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四、沸点
苯的同系物中每增加一个 -CH2-单位，沸点 平均增高约25℃。如苯、甲苯、乙苯、正丙苯和 正丁苯的沸点分别为80.1℃，110.6℃，130℃， 159.2℃ 和 183℃。含同碳数的各种异构体的沸 点很接近，如邻、间和对二甲苯的沸点分别为 144.4℃，139.1℃ 和 138.2℃.
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第四节单环芳烃的物理性质
一、溶解性
单环芳烃有特殊的气味，蒸气有毒，对呼吸
道、中枢神经和造血器官产生损害。
苯及其同系物多数为液体，不溶于水，易溶于有 机溶剂。
二、相对密度
单环芳烃的相对密度小于 1，但比同碳数的 脂肪烃和脂环烃大，一般在 0.8～0.9。
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三、熔点
在同分异构体中，结构对称的异构体具有较高的 熔点。邻、间、对二甲苯的熔点分别为 -25.5℃、47.9℃ 和 13.3℃，可用低温结晶的方法使对二甲苯 分离出来。
S3 H O
C HC H 2
苯甲酸
苯甲醛 苯磺酸 苯乙烯
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*多取代苯的命名
a 取代基的位置用邻、间、对或2，3，4,……表示 b 母体选择原则（按以下排列次序，排在后面的为母体，排在前 面的作为取代基。） 选择母体的顺序如下： -NO2、 -X、 -OR（烷氧基）、 -R（烷基）、 -NH2、 -OH、 -COR、 -CHO、 -CN、-CONH2（酰胺）、 -COX（酰卤）、 -COOR（酯）、 -SO3H、 -COOH、 -N+R3等 例如：
OH
NH 2
COOH
COOH
NH 2
Cl
OC 3 H
NO 2 HO
NO 2
Cl
SO 3H
3-硝 基 -5-羟 基
对 氯 苯 酚对 氨 基 苯 磺 酸间 硝 基 苯 甲 酸 苯 甲 酸
2-甲 氧 基 -6氯 苯 胺
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第三节 苯的结构
一 苯的Kekülé式
(一) 苯结构与性质的某些事实
1 分子式 C6H6 2 一元取代物只有一种
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第五节 单环芳烃的化学性质
亲电取代反应及机理
亲电取代反应 苯环上氢的亲电取代反应：苯环上电子云密
度高，易被亲电试剂进攻，引起 C—H 键的氢被 取代，称为亲电取代反应。
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5.1 亲电取代反应机理
苯与亲电试剂 E+ 作用时，生成 π 络合物，接 着亲电试剂从苯环的 π 体系中得到两个电子，生成 σ 络合物。此时，这个碳原子由 sp2 杂化变成 sp3 杂 化状态，苯环中六个碳原子形成的闭合共轭体系被 破坏，变成四个 π 电子离域在五个碳原子上。从共 振论的观点来看，σ 络合物是三个碳正离子的共振 杂化体：
3 二元取代物（C6H4X2 or C6H4XY)有三种
(二）环状结构式的提出
H
H
C
H
C
C
简写作
H
C
C
C
H
H
.
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上式的邻二取代物应有两种： Br
Br
Br
Br
和
实际上只有一种，解释为：
（三）Kekülé结构式遇到的挑战
4 苯易起取代反应而难起加成反应
KMnO4(冷、稀） Br2/CCl4 HI
R
R
R
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a 当苯环上连的是烷基（R-），-NO2，-X等基团时，则以苯环 体，叫做某基苯。
例如：
C3H CH
N2O
Cl
C3H
异 丙 基 苯 叔 丁 基 苯 硝 基 苯
氯 苯
b 当苯环上连有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO， -CH=CH2 或R较复杂时，则把苯环作为取代基。例如：
COOH CHO
石油催化裂解
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4
第二节 单环芳烃的同分异构和命名
一 单取代苯
CH3
CH(CH3)2
CH3 C CH2 C CH CH3 C CHCH2CH3
CH3
甲苯
异丙苯
苯乙烯
二 二取代苯
CH3 CH3
苯乙炔 CH3
2，3-二甲基-2-苯戊烷 CH3
邻二甲苯
CH3
间二甲苯
CH3
对二甲苯
o-二 甲 苯
m-二 甲 苯
HE HE
+或
+
HE
+
HE
+
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σ络合物的能量比苯高，不稳定，很容易从 sp3
杂化碳原子上失去一个质子，使该碳原子恢复成
sp2 杂化状态，再形成六个 π 电子离域的闭合共轭
体系——苯环，生成取代苯。其反应机理可表示如 下：
+
+E
轨道相互平行且垂直于 σ 键所在平面，它们侧面
互相重叠形成闭合大 π 键共轭体系。大π键的电
子云像两个轮胎分布在分子平面的上下。
苯分子环状结构及π电子云分布图
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（三）共振论的解释
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
共振论认为苯的结构是两个或多个经典结构的 共振杂化体：
苯的氢化热比假想的 1,3,5-环己三烯的低 150 kJ·mol-1，称作共振能或离域能，体现了苯的稳定性。
H 120 O H
0.108nm
H
120 O
H
HH
0.140nm
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苯分子模型
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（二）价键理论对苯结构的解释
杂化轨道理论认为苯环中碳原子为 sp2 杂
化状态，三个 sp2 杂化轨道分别与另外两个碳原
子的 sp2 杂化轨道形成两个 C—C σ键以及与一个
氢原子的 s 轨道形成 C—H σ 键，没有杂化的 p
第六章 芳香烃
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1
本章内容
一. 芳香的来源 二. 单环芳烃的同分异构和命名 三. 苯的结构 四. 单环芳烃的物理性质和化学性质 五. 亲电取代反应的定位规律 六. 稠环芳烃 七. 非苯芳烃
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芳烃的分类
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第一节 芳烃的来源
从煤焦油和焦炉煤气
石油催化重整
CH3(CH2)4CH3 -H 2
-3H2