功能加忠诚理论诺德

1. 一 取 代 产 物 只 有 一 种
X
2. 加 3m olC l2
3 Cl2
HCl H Cl
Cl
H
H
Cl
ClH ClH
苯Kekule 式的正确性
凯库勒式是有机化学理论研究中的一项重大 成就，促进了 19世纪后半期芳香族化合物化学的 迅速发展。但是， Kekule 式仍存在着 不足之处 ：
(1) 根据Kekule式，苯的邻 位二取代物应当有两种异构 体：而实际上却只有一种。
3．掌握常见的邻、对位定位基和定位规 律，以及 p-π共轭及超共轭电子效应。
一、苯分子的近代概念
1. 苯的凯库勒 (Kekule) 式
H
H
H
H
H
H
简写为
苯的凯库勒结构式
1865 年凯库勒从苯的 分子式C6H 6出发，根据苯 的一元取代物只有一种（说 明6 个H 原子是等同的事实， 提出了苯的环状构造式。
快速转变
缺乏实验 支持
Kekule 提出“摇摆学说”，假定苯分子中的 双键并没有固定，而是在不停地来回移动：因此， 苯的邻位二取代物只有一种。
(2) 根据Kekule式，
是含有 3 个双键的烯烃。
即使假定苯分子中 3个双键在来回不停地 移动，但双键始终是存在的，不能说明为什么 苯不容易起加成反应而容易起取代反应。
苯的同系物——苯的烷基取代物 通式： CnH2n-6
苯的同系物 按取代烃基数目 可分为一烃基苯、 二烃基苯和三烃基苯等。
(一) 异构现象
1．一烃基苯有烃基的异构 一烃基苯的侧链存在异构。命名时， 以苯
环作为母体，以烷基作为取代基 ，例如：
CH2CH2CH3
丙苯
CH3 CH
CH3
异丙苯
2. 二烃基苯在取代位置上存在 3种位置异构 2个取代基相同时
★ 苯分子(C6H6)中的键型
6个C- Cσ 键 6个C- Hσ 键 sp2
6 个C 原子和6 个H 原 子均在同一平面上
未参与杂化的p轨道垂直与 碳环平面，彼此侧面重叠， 形成1个共轭大π键体系。
π电子云均匀、对 称地分布于环平面 上方和下方
(a)苯分子中σ键 (b)p轨道形成大π键 (c)苯分子大π键电子云 图3-1 苯分子的π轨道(大π键)
CH3
CH3
CH3
1,3,5-三甲苯 (对称-三甲苯)
当烃基不同时，位置异构体则更多。
(二） 单环芳烃的命名
1．基的概念
芳烃分子去掉一个H原子所 剩下的基团C6H5-
苯基， 用Ph或 ф 表示
CH2
(C6H5CH2-) 苄基（苯甲基），用Bz表示
支链上减去一个H原子
2．一元取代苯的命名
? 当苯环上连的是 R- ，-NO 2，-X 等基团时，则 以苯环为母体——某基苯 。
苯分子的 ?键
?
? ?
由于共轭效应，使苯分子大π键在 6个碳原子间 高度离域，π电子云完全平均化，故体系中无单、双 键之分， 6个C-Cσ键都一样，所以，苯的邻位二元取 代物也不会有 2种异构体。
苯分子结构特点： 平面正六边形构型；高度对称、高 度离域 ? 键；环骨架很稳定
二、苯及其同系物的命名
邻二甲苯 １,２-二甲苯
o-二甲苯； ortho-
间二甲苯 1,3 - 二甲苯
m-二甲苯； meta-
对二甲苯 1,4 - 二甲苯
p-二甲苯 para-
3. 三烃基苯 如3个烃基相同，则有 3种位置异构体。如 :
CH3 CH3
CH3
1,2,3-三甲苯 ( 连- 三甲苯)
CH3
CH3 CH3
1,2,4-三甲苯 (偏-三甲苯)
不含苯环的非苯系芳烃 (nonbenzenoid hydrocarbon)
单环芳烃 苯
CH2CH3
CHCH3 CH3
乙苯
异丙苯
CH=CH2 苯乙烯
苯 系芳 烃
联苯
联苯
对三联苯
多环芳烃 稠环芳烃
萘
蒽
非苯芳烃
多 苯代 脂烃
CH2 二苯甲烷
环戊二烯 环庚三烯
薁
负离子 正离子
芳香烃主要讨论单环芳烃、稠环芳烃及非苯系芳烃。苯 是芳香族化合物的母体；芳烃中最简单的是苯。
1925 年，Robinson 建议用表示苯的结构
苯的球棍模型
苯的斯陶特模型
2. 苯结构的近代观念
★ 苯分子的构型
苯分 子的 骨架
H
120°
H
0 .1397nm
H
120°
ຫໍສະໝຸດ Baidu
0.1397nm
H
H
0.110nm H
正六边形结构 所有的原子共平面 C-C 键长均为 0.1397nm C-H 键长均为 0.110nm 所有键角都为 120°
OCH 3 苯甲醚
NH2 苯胺
SO3H 苯磺酸
苯环上连接结构复杂的 支链时， 以苯环作为取代基 (称苯基)，链烃为母体 。
3
21
CH3 CH 2 CH 2 CH C CH
CH3 CH3 2，3- 二甲基-1- 苯基-1- 己烯
3．二元取代苯的命名
2 个基团不同，主官能团与苯环一起作母体， 另一个作取代基。
化合物
脂肪族化合物 芳香族化合物
脂肪族化合物 是指开链化合物或性质与之类似 的环状化合物，如烷烃、烯烃、炔烃和脂环烃等；
芳香族化合物 是指苯及化学性质类似于苯的化 合物。
芳香烃是芳香族化合物的母体，主要是具有 “芳香性”的化合物。
芳香烃 aromatic compounds
苯系芳烃 (benzenoid hydrocarbon)
在同样条件下，苯不象一般烯烃容易 发生氧化和加成反应 ，却容易起烷烃所特 有的取代反应？
(3)根据Kekule 式，
中有 3个C-C单键和 3个
C=C双键。实验证明，
苯分子中 C-C键长=139pm ，
< > C-C键长(154pm) ，
C=C键长(134pm) 。
因此，从键长看来，苯分子中的 C-C键 既不是正常的单键也不是正常的双键。
R
CH3
烷基苯 X
甲苯 Br
异丙苯 Cl
卤代苯
溴苯
氯苯
NO2 硝基苯
?
当苯环上连有不饱和烃基、 -COOH ，
? -SO 3H ，-NH 2，-OH ，-CHO 时，则把 苯环作 为取代基 。例如：
CH CH2 Ph CH CH2
苯乙烯
CHO
O C CH3
苯甲醛
苯乙酮
C CH 苯乙炔
COOH 苯甲酸
第4.1节 苯及其同系物 (benzene and its compounds)
主要内容 ? 苯分子的近代概念 ? 苯同系物的命名 ? 苯环的亲电取代反应（卤代、硝化、磺化） ? 苯环侧链烃基的反应（氧化、卤代） ? 苯环亲电取代反应的定位效应
学习要求
1．掌握苯分子结构的特征。
2．熟悉烷基苯和其他取代苯的命名及苯系 芳香烃的主要化学性质。