对甲苯磺酸钠的制备及芳香烃的鉴定

  1. 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. 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. 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)。
(3)氧化反应
萘比苯易氧化
O
CrO3,CH3COOH 10~15 ℃
O
V2O5 400~500℃
O O O
六、稠环芳烃
①环上有邻对位定位基 由于邻对位定位基的致活作用,取代发生在同环,并 且第二个基团进入这个定位基的邻对位中的α位。 例如:
CH3
混酸
CH3
NO2
NO2 CH3
混酸
CH3
六、稠环芳烃
+ CH3CH2CH2Cl
AlCl3
CHCH3 + HCl CH3
四、单环芳烃的化学性质
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。
CH3CH2CH2Cl
AlCl3
CH3CH2CH2 重排 CH3CHCH3
四、单环芳烃的化学性质
③烷基化反应不易停留在一元阶段,通常在反 应中有多烷基苯生成。 ④苯环上已有–NO2、-SO3H、-COOH、-COR、NH2等取代基时付-克反应不再发生。因这些取代 基有碱性或是强吸电子基,与催化剂中和或降低 了苯环上的电子云密度,使亲电取代不易发生。 例如,硝基苯就不能起付-克反应,且可用硝基苯 作溶剂来进行烷基化反应。
定了第二个取代基进入苯环位置的作用,也影响着
亲电取代反应的难易程度。我们把原有取代基决定 新引入取代基进入苯环位置的作用称为取代基的定 位效应。原有取代基称为定位基。
五、苯环上亲电取代反应的定位规则
1. 一元取代苯的定位规律 (1)邻、对位定位基 使新引入的取代基主要进入原基团邻位和对位 (邻对位产物之和大于60%),且多数使苯环活化, 使取代反应比苯易进行。
正六边形结构 所有的原子共平面 C-C键长都是0.1397nm
C-H键长都是0.110nm
所有键角都是120°
二、苯的结构
2. 杂化轨道理论解释
苯分子中的碳原子都是以 sp2杂化轨道成键的, 故键角均为120°,所有原子均在同一平面上。
苯中的p轨道
p轨道的重叠
二、苯的结构
3. 从氢化热看苯的稳定性
② 环上有间位定位基
由于间位定位基的致钝作用,取代主要发生在 异环的α位。如:
NO2
混酸
NO2 NO2 +
NO2
NO2
CH2CH2CH3 CH3 正丙苯 甲苯 NO2 硝基苯 氯苯
Cl
一、烷烃的分类和命名
( 2 )当苯环上连有 -COOH , -SO3H , -NH2 , -OH , -CHO,-CH=CH2或较复杂-R等基团时,基团为母体, 则把苯环作为取代基,叫做”苯某某”。例如:
CH 3CH2CHCH 2CHCH3 CH3CH CHCH CHCH 2 2 3 COOH SO HSO3H CH 3 COOH 3 CH3 苯磺酸 苯甲酸 苯磺酸 2甲基 -4苯基己烷 苯甲酸 2-甲基-4-苯基己烷 COOH 苯甲酸 SO3H 苯磺酸 CH CH2 苯乙烯
CH
CHCH3
苯乙烯
CH3
基己烷
一、烷烃的分类和命名
4. 二元取代苯的命名 取代基的位置用邻、间、对或 1 , 2 ; 1 , 3 ; 1 , 4表示。例如:
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3 C(CH3)3
3-叔丁基甲苯
CH3
1,2-二甲苯
1,3-二甲苯
CH3 1,4-二甲苯
(邻二甲苯)
(间二甲苯) (对二甲苯)
一、烷烃的分类和命名
1. 芳烃的分类
单环芳烃
如:
多环芳烃 如: 稠环芳烃 如:

联苯

一、烷烃的分类和命名
2. 芳烃的命名 苯基,用ph表示
CH3 (C6H5CH2-)苄基(苯甲基)
CH3
邻 甲 苯 基 ( 2- 甲 基 苯基)
一、烷烃的分类和命名
3. 一元取代苯的命名
( 1 )当苯环上连的是简单烷基或环烷基( R- ), NO2 , -NO , -X 等基团时,则以苯环为母体,叫做” 某某苯”。 例如:
KMnO4 H
+
CH2CH3
K2Cr2O7
COOH
CH(CH3)2
H
+
间苯二甲酸
COOH
四、单环芳烃的化学性质
4. 加成反应
+ 3H2 Ni, P 180~250 ℃

+ 3Cl2
50℃
H Cl H Cl
Cl H
H
Cl H Cl ClH
五、苯环上亲电取代反应的定位规则
一取代苯有两个邻位,两个间位和一个对位, 在发生一元亲电取代反应时,苯环上原有取代基决
O 甲基对甲苯基酮
酰基化反应的特点:产物纯、产量高。
四、单环芳烃的化学性质
3. 氧化反应
(1)苯环氧化
苯环一般不易氧化,在特定激烈的条件下,苯环可被 氧化破环。例如:
2
+ 9O2
V2O5 450℃
2
H H
C
C
O O + 4H2O + 4CO2 O
C C
四、单环芳烃的化学性质
(2)侧链氧化
CH3 COOH
(间叔丁基甲苯)
一、烷烃的分类和命名
5. 多官能团化合物的命名 (1)按照“官能团的优先次序Байду номын сангаас表,选择优先 官能团为母体,将与母体官能团相连的苯环上的碳 原子编号为1;
(2)根据“最低系列”原则,给苯环上的其他 碳原子编号;
(3)最后按“较优基团后列出”将取代基的名 称和位次写在母体名称之前即得全名。例
一、烷烃的分类和命名
“母体官能团优先次序”表: -NO 、-NO2 、 -X、 -R、 -OR、>C=C<、 -C≡C- 、-NH2、 -OH、-SH、 -OH(醇)、 -COR、-CHO、 -CN、-CONH2(酰胺)、 -COX(酰卤)、-COOR(酯)、-SO3H、 COOH
一、烷烃的分类和命名
A
A 的定位能力次序大致为(从强到弱) -O , -NR2, -NHR, -NH2, -OH, -OR, -NHCOR, -OCOR, -R, -CH3 , X
五、苯环上亲电取代反应的定位规则
(2)间位定位基
使新引入的取代基主要进入原基团间位(间位产物 大于50%),且钝化苯环,使取代反应比苯难进行。
B
B 的定位能力次序大致为(从强到弱) -NR 3, -NO2, -CF3 , -CCl3, -CN, -SO3H -CHO, -COR,-COOH, -CONH2。
五、苯环上亲电取代反应的定位规则
2. 取代定位效应的应用
指导选择合成路线
例1 :
CH3 COOH NO2
必须先氧化后硝化
CH3
KMnO4 H
四、单环芳烃的化学性质
(3)磺化反应
+ HO SO3H
80℃
SO3H + H O 2
200~250℃
SO3H + H2SO4(发烟)
SO3H + H O 2 SO3H
烷基苯比苯易磺化
CH3 + H2SO4
100~120 ℃ 常温
CH3
CH3
SO3H
+ SO3H
CH3
SO3H
四、单环芳烃的化学性质
四、单环芳烃的化学性质
1. 取代反应
(1)卤代反应
+ Cl2 + Br2
Cl + Cl2
FeCl3 或 Fe
FeCl3 或 Fe FeBr3 或 Fe
Cl + HCl Br + HBr
Cl Cl + Cl Cl + HCl
四、单环芳烃的化学性质
烷基苯的卤代
CH3 Cl CH3
Cl2 光
+ Cl
苯氯甲烷 CH2Cl
+
COOH
混酸
COOH NO2
,
五、苯环上亲电取代反应的定位规则
例2 :
C2H5 NO2
C2H5
C2H5Cl AlCl3 H2SO4
C2H5
混酸
C2H5 NO2 SO3H
水解
C2H5 NO2
SO3H
六、稠环芳烃
1. 萘
萘的结构
平面结构,所有的碳原子都是sp2杂化的,是大 π键体系。
α 8 β7 β6 5 α 4 α α 1 2β 3β
2. 付瑞德—克拉夫茨反应 (1) 烷基化反应
苯与烷基化剂在路易斯酸的催化下生成烷基苯的 反应称为付-克烷基化反应。
AlCl3
+ C2H5Br
C 2H 5
+ HBr
四、单环芳烃的化学性质
此反应中应注意以下几点: ①常用的催化剂是无水AlCl3,此外 FeCl3、BF3、无 水HF、SnCl4、ZnCl2、H3PO4、H2SO4等都有催化作用。 ②当引入的烷基为三个碳以上时,引入的烷基会 发生碳链异构现象。例如:
四、单环芳烃的化学性质
⑤烷基化试剂也可是烯烃或醇,例如:
+ CH2 CH2
AlCl3
C2H5
+ CH2CHCH3 OH
H+
CH(CH3)2
四、单环芳烃的化学性质
(2) 酰基化反应
+ CH3C O Cl
AlCl3
C O
CH3 + HCl
CH3 +
CH3 C CH3 C
O O O
AlCl3
CH3
C CH3 + CH3COOH
Cl2 光
CH3 + HCl 苯二氯甲烷 苯三氯甲烷 CCl3 CHCl2
Cl2 光
反应条件不同,产物也不同。因两者反应历 程不同,光照卤代为自由基历程,而前者为离子 型取代反应。
四、单环芳烃的化学性质
侧链较长的芳烃光照卤代主要发生在α 碳原子上。
Cl CH2CH3 + Cl2

CHCH3
四、单环芳烃的化学性质
萘的取代反应较易发生在α位。
Cl + HCl
六、稠环芳烃
②硝化
混酸 30~60℃
NO2
③磺化
+ 浓 H2SO4
SO3H
80 ℃
160 ℃
SO3H
六、稠环芳烃
(2)还原反应
萘比苯易加成,在不同的条件下,可发生部分 或全部加氢。
H2,Ni 加热,加压 H2,Ni 加热,加压
1,4-二氢萘
十氢化萘
六、稠环芳烃
CHO
1 6 5 4 2 3
OH
4 5 6 1 3 2
OH
OCH3
CH3
1
6 5 4
2 3
SH
OH
4-羟基-3-甲氧基苯甲醛
3-甲基-4-羟基苯乙酮
COCH3
3-巯基苯酚
二、苯的结构
苯的凯库勒式 1865年凯库勒从苯的分子式 C6H6出发,根据苯 的一元取代物只有一种说明六个氢原子是等同的 事实,提出了苯的环状构造式。
萘的一元取代物只有两种,二元取代物两取代 基相同时有10种,不同时有14种。
六、稠环芳烃
2. 萘及衍生物的命名
C2H5 C2H5 CH3 Br Br SO3H
1-溴萘 α-溴萘 2-溴萘 β-溴萘
1,6-二乙基萘 ; 4-甲基-1-萘磺酸
六、稠环芳烃
3.萘的性质 (1) 取代反应 ①卤化
+ Cl2 FeCl3
H2 2 H2 3 H2 H苯理=3x120=360k J / mol
H= _1 2 0 k J / m o l
H = _ 23 2 k J / m o l H= _2 0 8 k J / m o l H苯实=208 k J / mol
所以,也可用
表示苯的结构
三、单环芳烃的物理性质
苯和同系物一般为无色液体,不溶于水,易溶 于有机溶剂,相对密度大多为0.86-0.93。 熔点除与相对分子质量有关外,还与结构的对 称性有关,通常结构对称性高的化合物,熔点较高。 芳香烃一般都有毒性,长期吸入它们的蒸气,会损 害造血器官及神经系统。
H H C H C C C H C C H H 或简写为
二、苯的结构
苯的分子模型
二、苯的结构
1. 苯分子结构的价键观点
现代物理方法表明,苯分子是一个平面正六边 形构型,键角都是 120°,碳碳键长都是 0.1397nm 。
H 0.1397nm H 120° 120° H 0.110nm H H H 0.1397nm
学习情境二十 对甲苯磺酸钠的制备 及芳香烃的鉴定
北京电子科技职业学院 生物技术系
主要内容
一、芳烃的分类与命名 二、苯的结构 三、单环芳烃的物理性质 四、单环芳烃的化学性质 五、苯环上亲电取代反应的定位规则 六、稠环芳烃
一、烷烃的分类和命名
芳烃,也叫芳香烃,一般是指分子中含 苯环结构的碳氢化合物。 芳香烃具有其特征性质——芳香性(易 取代,难加成,难氧化)
(2)硝化反应
+ HO NO2
浓H2SO4 50~60℃
NO2 + H2O
在此反应中,浓硫酸除了起催化作用外,还是脱水剂。
NO2 + 发烟HNO3
浓H2SO4 100℃
NO2 NO2
+ H2O
四、单环芳烃的化学性质
烷基苯比苯易硝化
CH3 + HO NO2
30℃
CH3 NO2 +
CH3 + H2O NO2
相关文档
最新文档