芳烃与芳香性
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芳烃具有的这种难加成、难氧化、容易发生取代反 应,以及碳环异常稳定的特性。称为芳香性。
芳烃按分子内环的多少、结合方式可分为以下几类：
有机化学
芳香烃
4
单环芳烃：苯及其同系物
苯系芳烃
多苯代脂肪烃
芳
多环芳烃 联苯和联多苯
香
烃
稠环芳烃
CH3
CH CH2
非苯系芳烃
+
分子中不含苯环，但却具有难加成、难氧化、易取代的芳香性。
“ 官能团优先次序 ”与在烯烃一章中介绍的“ 次序 规则 ”完全没有任何关系。
有机化学
芳香烃
11
CHO OH
此化合物含有醛基和酚羟基两个 基团，因醛基比酚羟基优先，则 以醛基及苯为母体称为苯甲醛， 把羟基作为取代基来看。
２－羟基苯甲醛 • 命名： 取代基名称 + 母体名称
OH
CH3
CHO
CH3
NH2
芳香烃
10
官能团的优先次序 P197
“ 优先次序 ”是人为规定次序。
－COOH > －SO3H > －COOR > － COX> －CONH2 > －CN > －CHO > >C=O > － OH (醇) > －OH (酚) > －SH > －NH2 > > －CC－ > >C=C< > －OR > －R > － H > －X > －NO2
Cl
间氯苯酚
SO3H
对甲苯磺酸
邻氨基苯甲醛
NO2
间硝基甲苯
有机化学
芳香烃
12
三 取 1)三基团相同 1,2,3-(连) 1,2,4-(偏) 1,3,5-(均)
代 2)三基团不同
CH3
苯
① 先定主官能团并编号为1； ② 取代基位号尽可能小； ③ 写名称, 次序规则小的基团优先。
CH3 CH3
1,2,4-三甲苯或 偏三甲苯
C CH
CH3 CHCHCH3
苯乙烯
CH3
苯乙炔
2-甲基 – 3 – 苯基丁烷
C CHCH3 2–苯基–2–丁烯
CH2
二苯基甲烷
有机化学
CH2 Cl
苯一氯甲烷 芳香烃
苄基氯 (benzyl chloride)
8
二 1)两基团相同 取
CH3
代
有三种异构体：邻(o)、间(m)、对(p) 间二甲苯或1，3 – 二甲苯
对甲苯基
14
5.2 苯的结构
苯的分子式为：C6H6，其C / H与乙炔类似 ，为 1∶1 可见它具有高度的不饱和性，因而，应发生下面的反应：
KMnO 4 ，煮 沸
Br2 (加 成)
这就是说，要破坏苯环体系是比较困难的。
然而，苯环上的氢原子却容易被取代，如：
HNO3 + H2SO4 50 ~ 60 。C
有机化学
芳香烃
1
第五章 芳烃 芳香性
【本章重点】 1. 亲电取代反应的反应历程、定位规则及其理论解释。 2. 芳香性及其判据。
【必须掌握的内容】
1. 苯和萘的结构。 2. 单环芳烃的亲电取代反应(卤代、硝化、磺化、FC烷基化和酰基化、氯甲基化)；加成反应；氧化反应及 侧链卤代反应。 3. 两类定位基的定位规则及其理论解释。 4. 萘的化学性质及定位规则。 5. 芳香性及其判据。
“芳香”是指芳烃具有的不同于脂肪烃的独特的性 质——芳香性。
有机化学
芳香烃
3
从苯的分子式(C6H6)来看，它应与乙炔(C2H2)一样是 高度不饱和的烃类化合物，应该有与乙炔类似的容 易进行加成和氧化反应，较难发生取代反应，但实 际正与此相反。
苯的性质非常稳定，不易加成和氧化反应，相对容 易发生取代反应。
5 HO
CHO 1 NH2
2
NO2 Cl
SO3H
2-氨基-5-羟基苯甲醛
3-硝基-2-氯苯磺酸
有机化学
芳香烃
13
芳基：芳烃去掉一个H原子后所剩余的部分 芳基(aryl)：Ar－
苯基(phenyl)：C6H5－, Ph－，φ－
Baidu Nhomakorabea
CH3
CH3
CH2 苯甲基或苄基
CH3
CH3
邻甲苯基
有机化学
间甲苯基
芳香烃
NO2 淡黄色油状物，苦杏仁味
有机化学
芳香烃
17
5.2.1 价键理论
苯分子中所有的C原子都是sp2杂化，
6 C－C σ键: sp2–sp2相互交盖， 6 C－H σ键: sp2–1s 相互交盖。
C、H原子共平面
120。
sp2 杂 化
有机化学
芳香烃
21
6 个2p 轨道的对称轴 垂直于环所在平面， 彼此相互平行，两侧 进行侧面交盖，形成 闭合的π轨道.
有机化学
芳香烃
2
芳香烃名称的由来及分类
芳香烃一般是指含有苯环的烃类有机物。“芳香”一 词是历史习惯造成的，当时人们得到的含苯环的化合 物大多是从天然植物中提取的具有香味的物质。
如从茴香中提取的茴香醚、从肉桂中提取的肉桂醛等 有一种浓郁的香味，这一类有机物就以“芳香”一词 来命名。
现代“芳香”则不再是指其味道，相反,苯、甲苯、 萘等大多数的芳烃的气味十分难闻。
有机化学
芳香烃
5
5.1 芳烃的构造异构和命名
苯及其同系物的通式：CnH2n-6 一取代苯:
当苯环侧链上的C原子为3个以上时， 产生构造异构：
CH2CH2CH3
CH3CHCH3
丙苯
异丙苯
有机化学
芳香烃
6
一取代苯 1)苯为母体 2)苯为取代基
• 简单的芳烃以苯环为母体，烷基作为取代基，
称“某苯”
CH3
形成一个闭合的大键(一个 闭合的共轭体系)，该键中的 电子能够高度离域，使电 子云完全平均化。分子整体 能量有机降化学低，分子稳定。 芳香烃
苯的闭合的π轨道22
共轭效应的结果： 1) 键长完全平均化，六个 C—C 键等长(0.140nm)， 比正常C—C单键(0.154nm)短，比正常C=C双键(0.134nm) 长，但也不是单键和双键的平均值(0.144nm)。 2) 体系能量降低，其氢化热(208.5 kj·mol-1)比环己烯 氢化热的三倍低得多(3×119.3－208.5=149.4 kj·mol-1)，这 149.4 kj·mol-1即为苯的共轭能。
苯
CH3
2)两基团不同 主官能团与苯环一起作母体，另一
个作取代基。
OH
CH3
CHO
CH3
NH2
Cl SO3H
官能团优先次序：P197
有机化学
芳香烃
NO2
9
当取代基为 – X、- NO2、-NO 和烷基时，苯为母体
CH3
NO2
CH(CH3)2 COOH
NH2
OH
甲苯
硝基苯 异丙苯
苯甲酸
苯胺
苯酚
有机化学
CH3
Cl
CHCH3
NO2
甲苯
氯苯
(toluene) (chlorobenzene) 异丙苯 硝基苯
(isopropyl-
benzene)
当取代基为 – X、- NO2、-NO 和烷基时，苯为母体
有机化学
芳香烃
7
当苯环的侧链结构比较复杂或为不饱和烃时，通
常把侧链作为母体，苯环作为取代基。
CH3
CH=CH2
芳烃按分子内环的多少、结合方式可分为以下几类：
有机化学
芳香烃
4
单环芳烃：苯及其同系物
苯系芳烃
多苯代脂肪烃
芳
多环芳烃 联苯和联多苯
香
烃
稠环芳烃
CH3
CH CH2
非苯系芳烃
+
分子中不含苯环，但却具有难加成、难氧化、易取代的芳香性。
“ 官能团优先次序 ”与在烯烃一章中介绍的“ 次序 规则 ”完全没有任何关系。
有机化学
芳香烃
11
CHO OH
此化合物含有醛基和酚羟基两个 基团，因醛基比酚羟基优先，则 以醛基及苯为母体称为苯甲醛， 把羟基作为取代基来看。
２－羟基苯甲醛 • 命名： 取代基名称 + 母体名称
OH
CH3
CHO
CH3
NH2
芳香烃
10
官能团的优先次序 P197
“ 优先次序 ”是人为规定次序。
－COOH > －SO3H > －COOR > － COX> －CONH2 > －CN > －CHO > >C=O > － OH (醇) > －OH (酚) > －SH > －NH2 > > －CC－ > >C=C< > －OR > －R > － H > －X > －NO2
Cl
间氯苯酚
SO3H
对甲苯磺酸
邻氨基苯甲醛
NO2
间硝基甲苯
有机化学
芳香烃
12
三 取 1)三基团相同 1,2,3-(连) 1,2,4-(偏) 1,3,5-(均)
代 2)三基团不同
CH3
苯
① 先定主官能团并编号为1； ② 取代基位号尽可能小； ③ 写名称, 次序规则小的基团优先。
CH3 CH3
1,2,4-三甲苯或 偏三甲苯
C CH
CH3 CHCHCH3
苯乙烯
CH3
苯乙炔
2-甲基 – 3 – 苯基丁烷
C CHCH3 2–苯基–2–丁烯
CH2
二苯基甲烷
有机化学
CH2 Cl
苯一氯甲烷 芳香烃
苄基氯 (benzyl chloride)
8
二 1)两基团相同 取
CH3
代
有三种异构体：邻(o)、间(m)、对(p) 间二甲苯或1，3 – 二甲苯
对甲苯基
14
5.2 苯的结构
苯的分子式为：C6H6，其C / H与乙炔类似 ，为 1∶1 可见它具有高度的不饱和性，因而，应发生下面的反应：
KMnO 4 ，煮 沸
Br2 (加 成)
这就是说，要破坏苯环体系是比较困难的。
然而，苯环上的氢原子却容易被取代，如：
HNO3 + H2SO4 50 ~ 60 。C
有机化学
芳香烃
1
第五章 芳烃 芳香性
【本章重点】 1. 亲电取代反应的反应历程、定位规则及其理论解释。 2. 芳香性及其判据。
【必须掌握的内容】
1. 苯和萘的结构。 2. 单环芳烃的亲电取代反应(卤代、硝化、磺化、FC烷基化和酰基化、氯甲基化)；加成反应；氧化反应及 侧链卤代反应。 3. 两类定位基的定位规则及其理论解释。 4. 萘的化学性质及定位规则。 5. 芳香性及其判据。
“芳香”是指芳烃具有的不同于脂肪烃的独特的性 质——芳香性。
有机化学
芳香烃
3
从苯的分子式(C6H6)来看，它应与乙炔(C2H2)一样是 高度不饱和的烃类化合物，应该有与乙炔类似的容 易进行加成和氧化反应，较难发生取代反应，但实 际正与此相反。
苯的性质非常稳定，不易加成和氧化反应，相对容 易发生取代反应。
5 HO
CHO 1 NH2
2
NO2 Cl
SO3H
2-氨基-5-羟基苯甲醛
3-硝基-2-氯苯磺酸
有机化学
芳香烃
13
芳基：芳烃去掉一个H原子后所剩余的部分 芳基(aryl)：Ar－
苯基(phenyl)：C6H5－, Ph－，φ－
Baidu Nhomakorabea
CH3
CH3
CH2 苯甲基或苄基
CH3
CH3
邻甲苯基
有机化学
间甲苯基
芳香烃
NO2 淡黄色油状物，苦杏仁味
有机化学
芳香烃
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5.2.1 价键理论
苯分子中所有的C原子都是sp2杂化，
6 C－C σ键: sp2–sp2相互交盖， 6 C－H σ键: sp2–1s 相互交盖。
C、H原子共平面
120。
sp2 杂 化
有机化学
芳香烃
21
6 个2p 轨道的对称轴 垂直于环所在平面， 彼此相互平行，两侧 进行侧面交盖，形成 闭合的π轨道.
有机化学
芳香烃
2
芳香烃名称的由来及分类
芳香烃一般是指含有苯环的烃类有机物。“芳香”一 词是历史习惯造成的，当时人们得到的含苯环的化合 物大多是从天然植物中提取的具有香味的物质。
如从茴香中提取的茴香醚、从肉桂中提取的肉桂醛等 有一种浓郁的香味，这一类有机物就以“芳香”一词 来命名。
现代“芳香”则不再是指其味道，相反,苯、甲苯、 萘等大多数的芳烃的气味十分难闻。
有机化学
芳香烃
5
5.1 芳烃的构造异构和命名
苯及其同系物的通式：CnH2n-6 一取代苯:
当苯环侧链上的C原子为3个以上时， 产生构造异构：
CH2CH2CH3
CH3CHCH3
丙苯
异丙苯
有机化学
芳香烃
6
一取代苯 1)苯为母体 2)苯为取代基
• 简单的芳烃以苯环为母体，烷基作为取代基，
称“某苯”
CH3
形成一个闭合的大键(一个 闭合的共轭体系)，该键中的 电子能够高度离域，使电 子云完全平均化。分子整体 能量有机降化学低，分子稳定。 芳香烃
苯的闭合的π轨道22
共轭效应的结果： 1) 键长完全平均化，六个 C—C 键等长(0.140nm)， 比正常C—C单键(0.154nm)短，比正常C=C双键(0.134nm) 长，但也不是单键和双键的平均值(0.144nm)。 2) 体系能量降低，其氢化热(208.5 kj·mol-1)比环己烯 氢化热的三倍低得多(3×119.3－208.5=149.4 kj·mol-1)，这 149.4 kj·mol-1即为苯的共轭能。
苯
CH3
2)两基团不同 主官能团与苯环一起作母体，另一
个作取代基。
OH
CH3
CHO
CH3
NH2
Cl SO3H
官能团优先次序：P197
有机化学
芳香烃
NO2
9
当取代基为 – X、- NO2、-NO 和烷基时，苯为母体
CH3
NO2
CH(CH3)2 COOH
NH2
OH
甲苯
硝基苯 异丙苯
苯甲酸
苯胺
苯酚
有机化学
CH3
Cl
CHCH3
NO2
甲苯
氯苯
(toluene) (chlorobenzene) 异丙苯 硝基苯
(isopropyl-
benzene)
当取代基为 – X、- NO2、-NO 和烷基时，苯为母体
有机化学
芳香烃
7
当苯环的侧链结构比较复杂或为不饱和烃时，通
常把侧链作为母体，苯环作为取代基。
CH3
CH=CH2