医学精品课件：级芳香烃.ppt

1、教学目标,1、说出芳香烃的定义、了解分类 2、说出苯的结构特点。 3、正确写出苯及其同系物的同分异构 体和命名。 4、熟练地写出苯环上取代反应产物,芳香烃的定义、分类,（一）定义,原始定义：从植物中获得的树脂或香精油等 具有芳香性的物质。 组成及结构特点：含1个或多个苯环的烃。,后来发现： 许多苯环结构的有机物并无芳香气味； 有些没有苯环结构的烃性质与苯的性质相似,现代定义：具有特殊稳定性的不饱和环状烃。,芳香烃的定义、分类,（一）定义,（二）分类,具有特殊稳定性的不饱和环状烃。,二、苯的结构,（一）苯的结构 C6H6,凯库勒结构式（1865年凯库勒提出） 苯的结构是1个对称的6C环，每个C上

2、都连有 H，为了满足C的4价，凯库勒把苯的结构写成 单键、双键交替出现的六元环。认为苯分子 的双键不是固定的，而是在不停迅速地来回 移动。他提出的苯的环状结构是正确的，在 有机化学史上起了卓越的作用。,凯库勒1829生于达姆施塔特。1847年入吉森大学学习建筑。1858年，他成为根特的教授，在这儿，他发展了苯的理论，1867年，他应聘去波恩，1896年死在那里。 他在伦敦做助手时，就已经想出他的结构理论-分子建筑。1858年他提出苯及萘的结构设想，1865年他首次满意地写出苯的结构式。他也给出“芳香族化合物”的组成线索。（芳香族及脂肪族这两个词分别为凯库勒和荷夫曼所创）。,凯库勒对发现苯的结构

3、的由来说：他在根特时，有次在书房打瞌睡，梦见C原子的长链像蛇一样盘旋卷曲，忽见一条“抓住自己的尾巴，这幅图象在我的眼前嘲弄般地旋转不已”。,苯分子的结构,二、苯的结构特点,（一）苯的结构 C6H6,（二）苯的结构特点,1、所有碳原子均为SP2杂化，各杂化轨道完 全相同。 2、苯分子为平面正六边形，所有碳碳键、 碳氢键键长相等，键角也相等。 3、各个碳原子剩下的P轨道相互平行，相互 重叠，形成闭和的共轭大键。 4、其闭和的共轭大键非常稳定。 5、苯的芳香性易取代 难加成 难氧化,三、苯的同系物的同分异构现象及命名,（一）一取代 1种,（二）二取代 3种（位置异构）,甲苯,乙苯,1，2-二甲苯,邻

4、二甲苯,1，3-二甲苯,1，4-二甲苯,间二甲苯,对二甲苯,（三）三取代 3种（位置异构）,1，2，3-三甲苯,1，3，5-三甲苯,1，2，4-三甲苯,连三甲苯,均三甲苯,偏三甲苯,（四）苯环上连多个不同取代基时，从小基 到大基，使取代基位置尽量小。,（五）某些芳烃命名时，苯作取代基。 芳环上取代基复杂时，苯环可作为取代基,苯乙烯,二苯甲烷,1-甲基-2-乙基-5-异丙基苯,（六）芳烃分子中去掉一个氢，剩余部分叫芳烃基（Ar-）,2-甲基-4-苯己烷,苯基,苯甲基,苄基,练 习,3-苯基丙烯,2，3-二甲基-4-苯基己烷,四、苯及其同系物的物理性质,五、苯及其同系物的化学性质,苯的化学性质：

5、芳香性 易取代 难加成 难氧化,五、苯及其同系物的化学性质,苯及同系物的反应发生在苯环和侧链两个部分。 苯环： 易发生亲电取代反应 侧链：-碳上的H易被卤代和氧化,苯的化学性质： 芳香性 易取代 难加成 难氧化,五、苯及其同系物的化学性质,苯环的亲电取代反应指的是亲电试剂取代苯环上的H的反应。 典型的亲电取代反应有以下4类：,1、 卤代 2、 硝化 3、 磺化 4、 傅瑞德尔-克拉夫兹反应 （Fredel-Crafts）(F-C 反应),五、苯及其同系物的化学性质,（一）亲电取代反应,1、卤代反应（-X）,（1）苯的卤代反应（Fe粉或FeX3催化剂）,五、苯及其同系物的化学性质,（一）亲电取代

6、反应,（2）苯的同系物的卤代反应 a、苯环上的卤代（Fe粉或FeCl3催化剂）,b、苯环侧链H卤代（光照）,卤代反应历程,+,slow,fast,Fe,(单溴碳正离子中间体), H+,2、硝化反应（-NO2）硝基,（1）苯的硝化反应,进一步硝化（难），反应试剂：发烟HNO3 引入硝基位置：间位,硝基苯,硝化反应机理,反应试剂：浓HNO3、浓H2SO4 反应产物：2种（邻对位引入硝基） 反应速度：快 容易,（2）苯的同系物硝化,3、磺化反应（-SO3H）磺酸基苯磺酸,实质：苯环上的H被-SO3H取代,（2）苯的同系物 浓H2SO4 邻对位引入磺酸基。,磺化反应机理,苯作取代基（环上常见基团），命

7、名为苯XX,-R -X -NO2,苯作母体（环上常见的基团），命名为XX苯,4、傅-克（F-C）反应,实质：苯环上的H被-R 取代 反应试剂：RX 催化剂：无水AlX3 产物：苯的同系物,（1）烷基化反应,注意： （1）苯环上有强的吸电子基时难发生F-C反应。（-NO2 -SO3H -COR -CN） （2）若同时有给电子基存在，仍能发生F-C反应。,烷基化反应历程,（重排）,实质：苯环上的H被-COR（酰基）取代 反应试剂：RCOX 催化剂：无水AlX3 产物：酮,（2）酰基化反应 苯与酰卤或酸酐反应，在 苯环上引入-COR生成酮。,在BF3的催化下，醇也可以与芳烃发生烷基化反应；在酸的催化

8、下，烯烃也可以与芳烃发生烷基化反应,酰基化反应机理,苯的同系物发生此反应时，产物是邻对位。,（二）氧化反应,1、苯难以被氧化,2、苯的同系物 侧链-C上有H的才被氧化，侧链烷基均 被氧化成-COOH（羧基）,（三）加成反应,1、加H2 环己烷 2、加Cl2 六氯环己烷,苯的芳香性指的是：,苯的氯代： 硝化： 磺化： F-C反应：,（FeCl3 / Fe 5560）,（浓HNO3,浓H2SO4 5560）,（浓H2SO4 7080）,苯的同系物甲苯,苯环上的卤代,侧链上-H的卤代,硝化,磺化,易取代 难加成，难氧化，,F-C反应,硝基苯、苯磺酸进一步亲电取代为间位产物。,Aromatic com

9、pounds are benzene and compounds that resemble benzene in chemical behaviors. Aromatic properties are those properties of benzene that distinguish it from aliphatic hydrocarbons. The benzene molecule is a ring: a ring of a very special kind. There are certain compounds-other ring compounds-which see

10、m to differ from benzene in structure, yet which behave very much like benzene. These compounds, it turns out, actually do resemble benzene in structure and in basic electronic configuration, and they are aromatic,too.,Summary,Aromatic compounds can undergo electrophilic addition reaction, such as halogenation, nitration, sulfonation, Fredel-Crafts alkylation and Friedel-Crafts acylation. Alkyl benzenes containing a-H atom can be oxidized to produce benzene carboxylic acid in the presence of KMnO4/H+ solution.,Summary,