大学有机化学芳香烃PPT课件
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芳香烃PPT课件
-COOH
苯甲酸
-COOH
R- -R 酸性KMnO4溶液 HOOC- -COOH
总结：苯的同系物中侧链和苯环的相互影响
（1）侧链影响苯环，使苯环上的氢原子比苯更易 被取代（一般在邻位和对位上的H）
（2）苯环影响侧链，使侧链能被强氧化剂氧化 （与苯环直接相连的第一个碳被氧化为羧基。）
稠环芳香 烃——由两个或两个以上的苯环共用相
2、下列物质中所有原子都可能在同一平面上
的是 （ B C ）
Cl
CH=CH2
CH3
(A)
(B)
(C)
(D)
（三）、苯的化学性质 1、氧化反应
①空气里燃烧：
2C6H6 +15O2 → 12CO2 + 6H2O 现象：明亮的火焰、伴有黑烟
②不能使酸性KMnO4溶液褪色
2.苯的取代反应：
•Br2 为液溴
5.如何将粗溴苯提纯？
水洗、NaOH溶液、水洗、干燥、蒸馏
(2)苯的硝化反应：
无色、具有苦杏仁味的油状液体，其密 度大于水
注意：
①浓硝酸和浓硫酸的混合酸要冷却到50~60℃以 下，再慢慢滴入苯，边加边振荡，因为反应放热， 温度过高，苯易挥发，且硝酸也会分解，同时苯 和浓硫酸在70~80℃时会产生反应。
①具有可燃性 ②都能产生苯环上取代反应
③能产生加成反应
注意
其它不饱和键优先产生加成
CH=CH-CH=CH2 H2/催
CH=CH-CH2CH3
(2)、苯的同系物含有侧链，性质与苯又有不同 ①侧链影响苯环，使苯环上的氢原子更易被取代
例如：甲苯能产生硝化反应
CH3
浓硫酸
2
+2 HNO3 300C
有机化学芳香烃ppt课件
（1）浓硫酸的作用
亲电试剂： NO2+
+ H2SO4 HONO2
快
+
慢
H2O NO2
H2O +H2SO4
+ +
H2O NO2
HSO4-
NO+ 2 + H2O
H3O++HSO4-
+ H S 2 O 4H O N O 2
N O 2 + + H 2 S O 4 -+ H 3 O
催化剂作用：加促产生亲电试剂NO2+
邻位 40%
对位 20%
间位 40%
O+P＞60% — 邻对位定位基（活化苯环） O+P<60% — 邻对位定位基（钝化苯环） m ＞ 40% — 间位定位基（钝化苯环）
1. 致活的邻对位定位基 kC6H5G/kC6H6＞1
强烈活化： -O-，-NH2，-NHR，-NH2，-OH，-OR 中强： -OCOR，-NHCOR 较弱： -C6H5，-CH3，CR3 注意观察基团的结构特点：
σ络合物： 碳原子杂化态从SP2转化为SP3，大
π键被破坏，四个π电子离域于环上 五个碳原子上，使苯环呈正电荷。
H N O 2
+
H N O 2
H N O 2
+
H N O 2
+
+
极限式
离域式
当σ络合物脱去H+Fra bibliotek碳从SP3转化为SP2 ，又形成大π键。
如何解释思考题②和③
② 从反应条件看几种单环芳烃的硝化活性 ③ 当苯环上有取代基后，继续硝化时的取代位
第四章 芳烃 Arene
《有机化学芳香烃》PPT课件
X
X
X
X
X
不符合实验事实： X
X
① 难与Br2加成； X ② 一种邻二取代物。
编辑ppt
X X
2
凯库勒提出：
苯环上的双键没有固定位置，两种邻二 取代物不能分离（解释②）
X
X
X
X
无法解释①
编辑ppt
3
二、苯分子结构的解释
H σ H
σ
H H
0.1397nm
苯：
H
碳碳键长：0.1397nm
120°
普通C-C 普通C=C
催化剂作用：加促产生亲电试剂NO2+
编辑ppt
23
（2）反应机理—
O快
+N +
O
亲电加成-消除反应历程
+
N O 2
H N O 2
慢
快
+ -H+
N O 2
π络合物
σ络合物
亲电加成
实验： C6H6 C6D6 同等条件下硝化
V1
V2
V1=V2
证明H的离去不是决速步骤
编辑ppt
消除
24
O快
+N +
H N O 2
磺化：
+S O3 或 浓 H2 S O4
NO2 X S O3 H
编辑ppt
18
烷基化：
+RX
AlX3
R
酰基化：
+R C OFeX3
X
O C
R
注意：
① 每类反应的特点； ② 比较苯、甲苯和硝基苯的反应活性； ③ 反应机理。
编辑ppt
19
1. 硝化反应
大学有机化学芳香烃PPT课件
HE HE
+或
+
HE
+
HE
+
.
20
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
亲电试剂
HEsp3杂E化sp2杂化
+
E
+
+ -H
+H+
π络合物 σ络合物 取代苯
O
R C
δ
δ
R o rR X A lC l3
.
31
5.2加成反应
苯环易起取代反应而难起加成反应，但并不是绝对的，在特 定条件下，也能发生某些加成反应。
1．加氢
NP i， + 3H 2
180~250℃
2．加氯 + 3Cl2
光 50℃
H Cl
CH l
H Cl
Cl 六 六 六 H 对 人 畜 有 害 ， 世 界 禁 用 ，
.
18
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。
.
19
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：
《有机化学-芳香烃》课件
芳香和非芳香物质的比较
比较芳香烃和非芳香物质的特征和性质，探 讨它们之间的区别和联系。
芳香烃的物理性质
外观和气味
描述芳香烃的外观特征和独特的香气，探索 不同芳香烃之间可能存在的差异。
密度，沸点，熔点等物理性质的比较
比较不同芳香烃的物理性质，包括密度、沸 点、熔点等，探讨它们的变化规律和影响因 素。
《有机化学-芳香烃》PPT 课件
这份PPT课件将介绍有机化学中的芳香烃。从概念和特点开始，分析芳香和 非芳香物质的对比，探讨芳香烃的物理性质和结构特点，深入研究芳香烃的 化学性质，以及芳香烃在工业、医药和日用品等方面的应用。
什么是芳香烃
概念与特点
了解芳香烃的定义和特点，包括环状共轭结 构和强烈的香气。
芳香烃的结构特点
分子结构
解析芳香烃的分子结构，包括环状共轭结构 和π电子共轭系统的形成原理。
共价键和非共价键的说明
讨论芳香烃中共价键和非共价键的作用和特 点，应
探究芳香烃的烷基化反应，了解这种反应的反应条件、机理和应用。
卤代反应
研究芳香烃的卤代反应，掌握卤素取代芳香烃的反应条件和反应类型。
结束语
1 总结芳香烃的重要性和应用
总结芳香烃在化学领域的重要性和广泛应用，强调其对人类社会的贡献。
2 展望未来芳香烃领域的发展前景
展望芳香烃领域的未来发展，讨论可能的研究方向和应用领域。
烷基酚基化反应
分析芳香烃的烷基酚基化反应，研究酚类与芳香烃之间的置换反应。
芳香烃的应用
工业应用
探索芳香烃在工业领域的 广泛应用，包括合成材料、 涂料和溶剂等方面。
医药应用
研究芳香烃在医药领域的 应用，包括合成药物和草 药中的成分。
大学有机化学芳香烃课件
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。
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PPT课件
2. 间位定位基
第二类定位基，间位定位基能使苯环钝化
第第3三1十页一页/，共共337页6。页
取代基的定位效应
第第3三2十页二页/，共共337页6。页
NR
+ 3
小结
• 芳香烃的分类 • 芳香烃的结构 • 芳香烃的命名 • 单环芳烃的取代反应加、成反应 • 烷基苯侧链的反应 课后练习P64选择题、命名题
CH3
CH3 CH3
H3C
CH3
CH3
1,3,5-三甲苯 均-三甲苯
1,2,4-三甲苯
偏-三甲苯
第第1十3三页页，/共共373页6。页
当苯环连接较复杂的烃基或不饱和烃基时，常以苯环为取代基进行命名。
6 5 43 21
CH3CH2CHCH2CHCH3 CH3
CH CH2
2-甲基-4-苯基己烷
苯乙烯
第第1十4四页页，/共共373页6。页
α
CH2CH3
KMnO4
COOH
注意：叔丁基苯由于无，在一般情况下不
氧化
第第二2十9九页页/，共共3376页页。
CH3
均有,直接氧化成苯甲酸
CH2CH2CH3
MnO4-/H2O
COOH
第第3三0十页页，/共共373页6。页
六、苯环上取代反应的定位规律
(一) 两类定位基 1. 邻对位定位基
第一类定位基，使苯环活化 (卤素除外)。
第第8八页页，/共共373页6。页
(3) 稠环芳香烃：分子中含有两个或多个苯 环共用两个相邻碳原子的芳香烃，称为稠环芳香烃。
萘37页6。页
三、芳香烃的命名 1．芳基的概念
芳烃分子中，去掉一个氢原子后，剩下的基团称为芳基，用--Ar表示。重要的芳基有：
第二类定位基，间位定位基能使苯环钝化
第第3三1十页一页/，共共337页6。页
取代基的定位效应
第第3三2十页二页/，共共337页6。页
NR
+ 3
小结
• 芳香烃的分类 • 芳香烃的结构 • 芳香烃的命名 • 单环芳烃的取代反应加、成反应 • 烷基苯侧链的反应 课后练习P64选择题、命名题
CH3
CH3 CH3
H3C
CH3
CH3
1,3,5-三甲苯 均-三甲苯
1,2,4-三甲苯
偏-三甲苯
第第1十3三页页，/共共373页6。页
当苯环连接较复杂的烃基或不饱和烃基时，常以苯环为取代基进行命名。
6 5 43 21
CH3CH2CHCH2CHCH3 CH3
CH CH2
2-甲基-4-苯基己烷
苯乙烯
第第1十4四页页，/共共373页6。页
α
CH2CH3
KMnO4
COOH
注意：叔丁基苯由于无，在一般情况下不
氧化
第第二2十9九页页/，共共3376页页。
CH3
均有,直接氧化成苯甲酸
CH2CH2CH3
MnO4-/H2O
COOH
第第3三0十页页，/共共373页6。页
六、苯环上取代反应的定位规律
(一) 两类定位基 1. 邻对位定位基
第一类定位基，使苯环活化 (卤素除外)。
第第8八页页，/共共373页6。页
(3) 稠环芳香烃：分子中含有两个或多个苯 环共用两个相邻碳原子的芳香烃，称为稠环芳香烃。
萘37页6。页
三、芳香烃的命名 1．芳基的概念
芳烃分子中，去掉一个氢原子后，剩下的基团称为芳基，用--Ar表示。重要的芳基有：
有机化学第六章芳香烃ppt课件
浓HSO4 , 70~80℃
SO3H
H2SO4·SO3
或H2SO4·SO3 30~50℃
CH3
+ H2SO4(浓)
220℃
CH3 SO3H + CH3
SO3H SO3H SO3H
–应用
0℃ 100℃
43％ 13％
CH
•
3
1
+ H2SO4 △
CH 3
Br2
Fe
C12H25
SO3H
•2
+ H2SO4 △ C12H25
– 烷基化反应
C2H5
+ C2H5Br
AlCl3
+ HBr
烷基化试剂除卤代烷外还可用烯烃和醇，傅克反应催
化剂常用AlCl3，也有用其他路易斯酸如BF3或FeCl3的反应。
如：
CH3-CH-CH3
+ CH3CH=CH2 AlCl3
+ CH3CH2OH H2SO4
-CH2CH3 + H2O
如果苯环上有侧链，并且在合适长度(3~4个碳)的位置 有卤原子的话，该芳烃还可发生分子内的亲电取代。如：
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第四节 苯环上的亲电取代反应
6.4 Electrophilic substitution on benzene ring
▪ 卤代反应(halogenations)
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第五章芳香烃ppt课件
所以,也可用下式表示苯的结构:
6
第二节 单环芳烃的异构与命名
1.一元取代苯“某苯”
甲苯
乙苯
(toluene)
( ethylbenzene
) 有些取代基，有专门名称，将取代基和苯一 起作为母体。如苯酚 苯胺 苯甲酸 苯磺酸
7
2.二元取代苯的命名
邻二甲苯(1,2 间二甲苯(1,3 对二甲苯(1,4
一、取代反应
1. 卤代反应
16
烷基苯的卤代
苯氯甲烷 苯二氯甲烷 苯三氯甲烷
反应条件不同，产物也不同。原因是两者 反应历程不同，前者(铁粉或FeCl3作催化剂) 为离子型取代反应，光照卤代为自由基历程。
17
侧链较长的芳烃 ,光照卤代主要发生
在α碳原子上。
18
✓自由基的稳定性增加顺序：
<
<
(甲基自由基 < 伯自由基 < 仲自由
间位定位基则对苯环起吸电子作用，使苯 环电子云密度降低，因而不利于苯环的亲电取 代反应，即起钝化作用。
38
三、取代定位效应的应用 1. 指导选择合成路线
例1：
必须先氧化后硝化
39
例2：
40
例3：
41
第六节 稠环芳香烃
一、结构和命名 稠环芳香烃是由两个或两个以上苯环共用 两个邻位碳原子稠合而成的多环芳香烃。
蒽
菲
48
第三节 芳香性：4n+2规则
判断芳香性的规律：在一单环多烯化合物 中，具有共平面的离域体系，其 π 电子数等于 4n+2(n=0,1,2,3…) ，此化合物就具有芳香性。 此 规律称为Hückel 规律，又叫做4n+2规则。
π 电子数 4
有机化学第08章 芳香烃(共201张PPT)
再比较 4式和5式
4
催化 剂
+ H2 压 力， 溶剂
112.3KJ mol-1
5
催 化剂
+ H2
压力 ，溶 剂
按上面的计算和结论，5 式若为共轭三烯结构，当加一 分子氢时，氢化热应为-112.3-(-7.2) = -105.1 KJ mol -1。
催化剂
+ H2 压力，溶剂
(Z)
H？
(Z)
- 105.1 KJ mol -1
4 苯具有特殊的稳定性---从氢化热数据看苯的内能。
环己烯 环己二烯
环己三烯
苯
氢化热（kJ / mol） 119.5 (测定)
231.8 (测定)
119.53=358.5 208.5 (根据假设计算) (测定)
每个C=C的平均氢化热 119.5
115.9
119.5
69.5
（kJ / mol）
从整体看： 苯比环己三烯的能量低 苯比环己二烯的能量低
119.5 KJ mol-1
3
催化 剂
+ 2H2 压力，溶剂
231.8 KJ mol-1
4
催化 剂
+ H2 压力，溶剂
112.3KJ mol-1
(Z)
5.
催化剂
+ H2 压力，溶剂
H？
(Z)
6. CH2=CH-CH=CH-CH=CH2 + 3 H2 CH3(CH2)4CH3 -337 KJ mol-1
反键轨道
E 成键轨道
共振论
Ⅰ
Ⅱ
贡献大
键长，键角完全 相等的等价结构
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
贡献小
键长、键角不等 的不等价结构
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
《有机化学芳香烃》课件
3
酚和酸酐的烃化反应
探索酚和酸酐反应生成芳香烃的烃化反应，如费雪酯合成法。
芳香烃的应用
化学工业中的用途
揭示芳香烃在化学工业中的广泛用途，包括 作为溶剂、原料和催化剂。
药物领域的应用
介绍芳香烃在药物研发和制造中的应用，如 合成药物和药物提取。
芳香烃的命名方法
代号法
介绍通过简单的代号命名法来命名芳香烃 化合物。
IUPAC命名法
详细叙述国际纯化学与应用化学联合会 （IUPAC）的命名体系，包括主链命名和 取代基命名。
芳香烃的合成方法
1
烷基苯和活化剂的反应
介绍烷基苯与活化剂（如卤代烷和烷基金属）反应生成芳香烃的方法。
2
艾芬芳香化反应
讲解由烯烃和烷基卤化物反应合成芳香烃的艾芬芳香化反应。
《有机化学芳香烃》PPT 课件
课程介绍：回顾有机化学基础，概述芳香烃的结构和性质，讲解芳香烃的命 名方法，合成方法以及应用领域。让我们一起探索有机化学芳香烃的奥秘与 应用吧！
有机化学基础回顾
复习有机化学基本知识，包括化学键，键的极性，化学键的形成等基本概念， 为进一步了解芳香烃的结构和性质打下基础。
芳香烃概述
探索芳香烃的基本概念和定义，包括芳香烃与非芳香烃的
环状结构
详细解析芳香烃的环状结构，包括苯环和其他芳香环的构成及特点。
2
共轭体系
讲解芳香烃中的共轭体系，解释其对芳香性质和反应性的影响。
3
稳定性和反应性
探讨芳香烃的稳定性和常见反应类型，如取代反应和芳香性亲电取代反应。
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。
大学有机化学芳香烃
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+
22
第二十二页，课件共51页
第四章 芳香烃 第一节 苯及其同系物(三、性质)
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。
13
第十三页，课件共51页
NO2
硝基苯
Br
溴苯
CH3 NO2
邻硝基甲苯
CH3
Cl
间氯甲苯
NH2
OH
COOH
SO3H
NH2
Br
Br
OH CH3
苯胺 苯酚 苯甲酸 苯磺酸 2,6-二溴苯胺 邻甲基苯酚
*
14
第十四页，课件共51页
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。
主要进入它的间位，同时钝化苯环。属于第二类基的 有（按钝化能力由大到小排）：
-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。
NO2
（主）
33
第三十三页，课件共51页
第四章 芳香烃 第一节 苯及其同系物(四、定位效应)
课堂练习：用箭头表示下列化合物发生
亲电取代反应的位置。
+ HNO3
H2SO4 50~60℃
NO2 + H2O
硝基苯(nitrobenzene)
2 H2SO4 + HO—NO2
NO2+ + 2 HSO4- + H3O+
22
第二十二页，课件共51页
第四章 芳香烃 第一节 苯及其同系物(三、性质)
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。
13
第十三页，课件共51页
NO2
硝基苯
Br
溴苯
CH3 NO2
邻硝基甲苯
CH3
Cl
间氯甲苯
NH2
OH
COOH
SO3H
NH2
Br
Br
OH CH3
苯胺 苯酚 苯甲酸 苯磺酸 2,6-二溴苯胺 邻甲基苯酚
*
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第十四页，课件共51页
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。
主要进入它的间位，同时钝化苯环。属于第二类基的 有（按钝化能力由大到小排）：
-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。
NO2
（主）
33
第三十三页，课件共51页
第四章 芳香烃 第一节 苯及其同系物(四、定位效应)
课堂练习：用箭头表示下列化合物发生
亲电取代反应的位置。
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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
.
8
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
p-二 甲 苯
1， 2-二 甲 苯
1， 3-二 甲 苯
1， 4-二 甲 苯
.
5
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。
.
15
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。
.
16
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
.
7
*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：
HE HE
+或
+
HE
+
HE
+
.
20
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
H 120 O H
0.108nm
H
120 O
H
HH
0.140nm
.
12
苯分子模型
.
13
（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
N,R
N,R
N,R
.
10
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
.
11
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
石油催化裂解
.
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
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
.
9
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
.
18
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。
.
19
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：
.
6
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
N2OLeabharlann ClC3H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
第六章 芳香烃
.
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
.
2
芳烃的分类
.
3
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
一些单环芳烃的物理性质
.
17
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℃.
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
.
14
（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。