1、第二节第二节芳香烃芳香烃 芳香族化合物的名称来源于有机化学发展早期，这类化芳香族化合物的名称来源于有机化学发展早期，这类化合物大多数是在挥发性的香精油、香树脂以及其他具有香味合物大多数是在挥发性的香精油、香树脂以及其他具有香味的物质中发现的。例如，从安息香胶内取得安息香酸的物质中发现的。例如，从安息香胶内取得安息香酸(C7H6O2)，从苦杏仁油中得到苯甲醛，甲苯来自于，从苦杏仁油中得到苯甲醛，甲苯来自于tolu(南美南美洲的一种学名叫洲的一种学名叫Tolutere baisamum的乔木的乔木)香脂，等等。当香脂，等等。当然，这种以气味作为分类的依据是很不科学的。后来发现的然，这种以气味作为分
2、类的依据是很不科学的。后来发现的许多化合物，就其性质而言应属于芳香族化合物之列，但它许多化合物，就其性质而言应属于芳香族化合物之列，但它们并无香味。因此，现在虽然仍然使用芳香族化合物这个名们并无香味。因此，现在虽然仍然使用芳香族化合物这个名词，但已经失去了它原来的意义。我们现在所说的芳香族化词，但已经失去了它原来的意义。我们现在所说的芳香族化合物，一般是指在分子中含有苯环的化合物。那么，芳香族合物，一般是指在分子中含有苯环的化合物。那么，芳香族化合物在结构上的共同特点是什么呢？化合物在结构上的共同特点是什么呢？一、苯的结构与化学性质一、苯的结构与化学性质1苯的结构苯的结构分子式为分子式为C6H
3、6，结构简式为或。苯分子具有，结构简式为或。苯分子具有平面正六边平面正六边形形结构，各个键角都是结构，各个键角都是120，各碳碳键长，各碳碳键长完全完全相等，而且相等，而且键能介于键能介于碳碳单键和碳碳双键碳碳单键和碳碳双键之间。之间。2物理性质物理性质颜色颜色状态状态气味气味密度密度溶解性溶解性挥发性挥发性毒毒性性无色无色液态液态有特殊有特殊气味气味比水比水小小水中水中难难溶溶，有，有机溶剂机溶剂中中易溶易溶沸点比沸点比较较低低，易易挥发挥发有有毒毒3化学性质化学性质二、苯的同系物二、苯的同系物1概念概念苯分子里一个或几个苯分子里一个或几个氢原子氢原子分别被分别被烷基烷基取代后的产物。取代后
4、的产物。苯的同系物的通式为苯的同系物的通式为CnH2n6(n6)。2苯的同系物的同分异构体苯的同系物的同分异构体如如C9H12对应的苯的同系物有下列对应的苯的同系物有下列8种同分异构体，它们种同分异构体，它们分别为：分别为：、3苯的同系物的化学性质苯的同系物的化学性质(1)氧化反应氧化反应苯的同系物易燃烧，燃烧现象与苯燃烧现象相似，甲苯完全苯的同系物易燃烧，燃烧现象与苯燃烧现象相似，甲苯完全燃烧的化学方程式为燃烧的化学方程式为 9O2 7CO24H2O。苯的同系物能使酸性苯的同系物能使酸性KMnO4溶液溶液褪色褪色，但不能使溴水褪，但不能使溴水褪色。实质上是苯环上的色。实质上是苯环上的烷基烷基
5、被被KMnO4氧化成氧化成羧基羧基。RCCCC反应机理：反应机理：连接苯环的连接苯环的碳原子，必碳原子，必须有氢原子须有氢原子相连接。相连接。(2)取代反应取代反应与溴的反应：若在与溴的反应：若在FeBr3催化剂条件下，则苯环上的催化剂条件下，则苯环上的氢原子被氢原子被溴原子溴原子取代；若在光照条件下，则取代；若在光照条件下，则侧链侧链上的氢原子上的氢原子被被溴原子溴原子取代。取代。甲苯与甲苯与浓浓HNO3和和浓浓H2SO4的混合物在的混合物在30-40时反时反应，苯环上与甲基应，苯环上与甲基相邻、相对相邻、相对位上的氢原子被位上的氢原子被硝基硝基取代，化取代，化学方程式可表示为学方程式可表示
6、为 3HNO3 3H2O。2，4，6 三硝基甲苯（三硝基甲苯（TNT）三、芳香烃的来源及其应用三、芳香烃的来源及其应用1芳香烃的来源：芳香烃的来源：煤煤；石油化工的；石油化工的催化重整催化重整等工艺。等工艺。2芳香烃的应用芳香烃的应用一些简单的芳香烃，如苯、甲苯、二甲苯、乙苯等是基一些简单的芳香烃，如苯、甲苯、二甲苯、乙苯等是基本有机原料，可用于合成炸药、染料、药品、农药、合成材本有机原料，可用于合成炸药、染料、药品、农药、合成材料等。料等。一、苯的同系物、芳香烃、芳香族化合物的比较一、苯的同系物、芳香烃、芳香族化合物的比较注意：注意：苯的同系物都是芳香烃，但是芳香烃不一定是苯的同系物都是芳香
7、烃，但是芳香烃不一定是苯的同系物。分子里有且只有一个苯环，苯环上的侧链全为苯的同系物。分子里有且只有一个苯环，苯环上的侧链全为烷基的芳香烃才是苯的同系物。烷基的芳香烃才是苯的同系物。符合通式的不一定是苯的同系物。符合通式的不一定是苯的同系物。概念概念定义定义特点特点实例实例芳香族芳香族化合物化合物分子里含有一个或分子里含有一个或多个苯环的化合物多个苯环的化合物苯环是母体，不苯环是母体，不一定均是碳、氢一定均是碳、氢两元素两元素、芳香烃芳香烃分子里含有一个或分子里含有一个或多个苯环的烃多个苯环的烃苯环是母体，只苯环是母体，只含碳、氢两种元含碳、氢两种元素素、苯的苯的同系物同系物符合符合CnH2n
8、6(n6)的芳香烃的芳香烃只含一个苯环，只含一个苯环，侧链为烷基侧链为烷基 、化化学学性性质质溴的四氯化碳溶液溴的四氯化碳溶液不反应不反应不反应不反应KMnO4(H)溶液溶液不反应不反应被氧化，溶液褪色被氧化，溶液褪色浓浓HNO3和浓和浓H2SO4反应反应反应反应苯苯甲苯甲苯分子式分子式C6H6C7H8结构简式结构简式结构相同点结构相同点都含有苯环都含有苯环结构不同点结构不同点苯环上没有取代基苯环上没有取代基含含CH3分子间的关系分子间的关系结构相似，组成相差结构相似，组成相差CH2，互为同系物，互为同系物物理性质物理性质无色液体，比水轻，不溶于水无色液体，比水轻，不溶于水二、苯、甲苯的结构以
9、及性质的相似点和不同点二、苯、甲苯的结构以及性质的相似点和不同点知识点知识点1：苯及其同系物的结构：苯及其同系物的结构例例1试分析有机物试分析有机物 的分子结构的分子结构(已知已知 为平面三角形结构为平面三角形结构)。(1)在同一条直线上最多有在同一条直线上最多有_个原子。个原子。(2)可能在同一平面内且原子数最多的有可能在同一平面内且原子数最多的有_个。个。解析解析确定有机物分子结构中的原子是否在同一平面内确定有机物分子结构中的原子是否在同一平面内或同一条直线上的方法：首先分析分子中每个碳原子与几个或同一条直线上的方法：首先分析分子中每个碳原子与几个原子成键，从而确定在空间的分布情况，即当与
10、每个碳原子原子成键，从而确定在空间的分布情况，即当与每个碳原子成键原子数为成键原子数为4个时，键的空间分布呈四面体形；为个时，键的空间分布呈四面体形；为3个时，个时，呈平面三角形；为呈平面三角形；为2个时，呈直线形。其次碳碳单键可以旋个时，呈直线形。其次碳碳单键可以旋转，而双键、三键则不能。转，而双键、三键则不能。画出该分子的结构如画出该分子的结构如下图所示。图中号碳原下图所示。图中号碳原子与子与4个原子成键；、个原子成键；、号碳原子分别与号碳原子分别与2个原子成个原子成键键;号碳原子和苯环上碳号碳原子和苯环上碳原子均与原子均与3个原子成键。个原子成键。由此可见：由此可见：(1)、号碳原子在同
11、一条直线上，所以该分、号碳原子在同一条直线上，所以该分子中在同一直线上的原子最多有子中在同一直线上的原子最多有4个。个。(2)由于单键可以旋转，所以苯环上的由于单键可以旋转，所以苯环上的6个碳原子和个碳原子和5个氢个氢原子及号碳原子，肯定在同一个平面内，而、号原子及号碳原子，肯定在同一个平面内，而、号碳原子和氧原子及碳原子和氧原子及CH3的某一个氢原子则可能在这个平面的某一个氢原子则可能在这个平面内，所以可能在同一平面内且原子数最多的有内，所以可能在同一平面内且原子数最多的有17个。个。答案答案(1)4(2)17练习练习1、已知已知CC键可以绕键轴自由旋转，结构简键可以绕键轴自由旋转，结构简式
12、为式为 的烃，下列说法中正确的是的烃，下列说法中正确的是()A该烃是苯的同系物该烃是苯的同系物B该烃的一氯取代物最多有该烃的一氯取代物最多有5种种C分子中至少有分子中至少有12个碳原子处于同一平面上个碳原子处于同一平面上D分子中至少有分子中至少有14个碳原子处于同一平面上个碳原子处于同一平面上答案答案B知识点知识点2：苯及其同系物的性质：苯及其同系物的性质例例2有有4种无色液态物质：己烯、己烷、苯和甲苯，符种无色液态物质：己烯、己烷、苯和甲苯，符合下列各题要求的分别是：合下列各题要求的分别是：(1)不能与溴水或酸性不能与溴水或酸性KMnO4溶液反应，但在铁屑作用溶液反应，但在铁屑作用下能与液溴
13、反应的是下能与液溴反应的是_，生成的有机物名称是，生成的有机物名称是_，反应的化学方程式为，反应的化学方程式为_，此反应属于，此反应属于_反应。反应。(2)不 能 与 溴 水 或 酸 性不 能 与 溴 水 或 酸 性 K M n O4溶 液 反 应 的 是溶 液 反 应 的 是_。(3)能 与 溴 水 或 酸 性能 与 溴 水 或 酸 性 K M n O4溶 液 反 应 的 是溶 液 反 应 的 是_。(4)不与溴水反应但能与酸性不与溴水反应但能与酸性KMnO4溶液反应的是溶液反应的是_。解析解析己烯、己烷、苯、甲苯四种物质中，既能和溴水己烯、己烷、苯、甲苯四种物质中，既能和溴水反应，又能和酸
14、性反应，又能和酸性KMnO4溶液反应的只有己烯；均不反应的溶液反应的只有己烯；均不反应的为己烷和苯；不能与溴水反应但能被酸性为己烷和苯；不能与溴水反应但能被酸性KMnO4氧化的是甲氧化的是甲苯。苯在铁的催化作用下与液溴发生取代反应生成溴苯。苯。苯在铁的催化作用下与液溴发生取代反应生成溴苯。答案答案(1)苯；溴苯；苯；溴苯；Br2 HBr；取代；取代(2)己烷、苯己烷、苯(3)己烯己烯(4)甲苯甲苯练习练习2、下列各组物质用酸性高锰酸钾溶液和溴水都能区别的下列各组物质用酸性高锰酸钾溶液和溴水都能区别的是是()A苯和甲苯苯和甲苯B1己烯和二甲苯己烯和二甲苯C苯和苯和1己烯己烯D己烷和苯己烷和苯解析
15、要区别的两种物质与酸性解析要区别的两种物质与酸性KMnO4溶液或溴水混溶液或溴水混合，必有不同现象或者一个有现象一个没有现象。只有合，必有不同现象或者一个有现象一个没有现象。只有C项项符合题意。符合题意。答案答案C知识点知识点3：判断芳香烃同分异构体数目的方法：判断芳香烃同分异构体数目的方法例例3已知甲苯的一氯代物有已知甲苯的一氯代物有4种同分异构体，将甲苯完种同分异构体，将甲苯完全氢化后，再发生氯代反应，其一氯代物的同分异构体数目全氢化后，再发生氯代反应，其一氯代物的同分异构体数目有有()A4种种 B5种种 C6种种 D7种种解析解析将甲苯完全氢化得到甲基环己烷：将甲苯完全氢化得到甲基环己烷：，在在CH3上、上、CH3的邻、间、对位及与的邻、间、对位及与CH3相连的碳原子相连的碳原子上的氢原子可以被氯原子取代而得到上的氢原子可以被氯原子取代而得到5种一氯代物，可图种一氯代物，可图示为示为 。答案答案B练习练习3、用相对分子质量为用相对分子质量为43的烷基取代甲苯苯环上的的烷基取代甲苯苯环上的1个氢个氢原子，所得的芳香烃产物最多有原子，所得的芳香烃产物最多有()A3种种B4种种C5种种D6种种答案答案D
