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1、第六章 芳 香 烃,学习目的与要求,熟练掌握芳烃的命名；理解苯的结构及大键的形成；熟练掌握苯及其同系物的化学性质；掌握苯环上的亲电取代反应的定位规 律及其应用；了解萘的结构及其化学性质。,第一节 芳烃的结构、分类与命名第二节 多官能团化合物的命名第三节 单环芳烃的物理性质第四节 单环芳烃的化学性质第五节 苯环上亲电取代反应的定位规则第六节 稠环芳烃第七节 芳烃的工业来源,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）。,第六章 芳 香 烃,第一节 芳烃的结构、分类和命名,一、苯的结构,1865年凯库勒从苯的分子式C6H6出发,根据苯
2、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。,1.苯的凯库勒结构式,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。,1.苯结构的现代观点,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,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,苯的分子模型,1、单环芳烃,2、多环芳烃,3、稠环芳烃,如：,如：,如：,联苯,苯,萘,二、芳烃的分类,（1）当苯环上连的是简单烷基或环烷基（R
3、-），-NO2，-NO，-X等基团时，则以苯环为母体，叫做”某某苯”。例如：,1.一元取代苯的命名,三、芳烃的同分异构和命名,（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：,取代基的位置用邻、间、对或1,2-；1,3-；1,4-表示。例如：,2.苯的二元取代物,1,2-二甲苯 1,3-二甲苯 1,4-二甲苯 3-叔丁基甲苯（邻二甲苯）（间二甲苯）（对二甲苯）（间叔丁基甲苯）,3.苯的三元取代物:“连”，“偏”，“均”。4.芳基,邻甲苯基（2-甲基苯基),苯基，用Ph表示。,（C6H
4、5CH2-）苄基（苯甲基）,1按照“官能团的优先次序”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。,第二节 多官能团化合物的命名,“母体官能团优先次序”表（递增）：-NO、-NO2、-X、-R、-OR、CC、-CC-、-NH2、-SH、-OH、-OH（醇）、-COR、-CHO、-CN、-CONH2（酰胺）、-COX（酰卤）、-COOR（酯）、-SO3H、-COOH,3-甲氧基-4-羟基苯甲醛 3-甲基-4-羟基苯乙酮 3-巯基苯酚,例：,第三节 单
5、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0.860.93。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。,第四节 单环芳烃的化学性质,一、取代反应,1.卤化反应,烷基苯的卤代,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。,苯氯甲烷 苯二氯甲烷 苯三氯甲烷,在此反应中，浓硫酸除了起催化作用外，还是脱水剂。,2硝化反应,烷基苯比苯易硝化:,烷基苯比苯易磺化,3.磺化反应（可逆反应，分离芳烃）,4付克反应
6、（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。,此反应中应注意以下几点：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。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：,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。,烷基化试剂：卤代烃，烯烃，醇。,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。苯环上有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
7、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。,酰基化反应的特点：产物纯、产量高。,（2）酰基化反应,甲基对甲苯基酮,1苯环氧化,二、氧化反应,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侧链氧化,间苯二甲酸,无论侧链长短，氧化产物均为苯甲酸,三、加成反应,六六六,1.加氢,2.加氯,第五节 苯环上亲电取代反应的定位规律,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定了新取代基进入苯环的位置，也影响着取代反应的难易程度。这两个作用称为取代基的定位
8、效应。原有取代基称为定位基。,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。,一、一元取代苯的定位规律,X,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。,二、二元取代苯的定位规律,两定位基定位效应一致两定位基定位效应不一致（1）两定位基属于同一类，由定位效应强的定位基决定。（2）两定位基属于不同类，由邻、对位定位基决定。,1.指导选择合成路线,例1：,必须先氧化后硝化,三、定位规律的应用,例2：,第六节 稠环芳烃,一、萘,1.萘的结构 平面结构，所有的
9、碳原子都是sp2杂化的，是大键体系。,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。,2萘的化学性质,(1)取代反应 萘的取代反应较易发生在位。,卤化,硝化,磺化,（2）氧化反应 萘比苯易氧化,邻苯二甲酸酐,（3）加成反应 萘比苯易加成，在不同的条件下，可发生部分或全部加氢。,四氢化萘 十氢化萘,(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位。例如:,3萘的取代定位规则,(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位。如：,二、其它稠环芳烃,蒽 菲,芘 3,4-苯并芘,第七节 芳烃的工业来源,芳烃的工业来源主要为：煤焦油、石油一、煤的干馏 煤隔绝空气加热到10001300，得到焦炉煤气、煤焦油、焦炭。二、石油的芳构化 石油中的烷烃和环烷烃催化去氢变成芳烃。,
