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1、七、多环芳烃,联苯型多苯脂肪烃稠环芳烃,A.联苯型,命名:以联苯为母体,编号从相连的C开始,后考虑取代基位次最小,2-甲基-3-乙基联苯,化学性质类似于单环芳烃:,联苯的性质与苯相似,苯基是第一类定位基,但由于邻位上的空阻,主要形成对位产物.二元取代反应发生在哪个苯环上,取决于活性大小。,(另外,存在对映异构的条件。立体化学中学习),B.多苯脂肪烃:,命名时以苯环作为取代基,例:,1,2-二苯乙烯,2-甲基-4-乙基二苯甲烷,性质:与烃基苯相似,C.稠环芳烃,(一)萘(C10H8)(重点),常见的,1、命名,1,4,5,8位,2,3,6,7位,萘,有一个取代基时,可用、命名,也可用阿拉伯数字标
2、明取代基位置。,环上有两个或两个以上取代基时,必须编号。编号须从任一位开始,编完一个环,再编另一环,并考虑取代基的位次。,1-甲基萘-,2-萘磺酸-,6-甲基-1-萘酚,2、萘结构,平面型,C-C键长不完全相等,位电子云密度大,芳香性比苯差:,(电子离域,萘有255.39KJ/mol的共轭能,较稳定有芳香性。但小于2150.72(两单独苯环),稳定性不如苯。),3、性质,白色片状晶体,m.p.80.2 易升华,1)取代反应(比苯易,主要发生于位),A:卤代,B:硝化:,-萘胺,位比位活泼的原因:,生成取代产物时形成络合物较稳定,因此其活化能较低,反应速率快,生成络合物的共振式如下:,7个共振式
3、,其中4个保持完整的苯环结构,进攻位生成的络合物的共振式为,6个共振式,但只有两个保持了苯环结构,萘的亲电取代反应一般发生在位,C:磺化:,萘与浓硫酸进行磺化反应时,低温反应主要生成-萘磺酸,高温主要生成-萘磺酸:,位的活性高,反应速率快,动力学控制位的产物是稳定性的产物,热力学控制,原因:位活性比位大,反应速度较位快,低温时反应主要发生于位。但-SO3H 的体积较大,在位时,与8位C-H平行,空间相互拥挤,因此是不稳定产物。,-取代,动力学控制产物位活泼,但产物不稳定,-取代,热力学控制位不活泼,但产物稳定,磺化反应是可逆反应,形成的-萘磺酸在高温下可转变为稳定的-萘磺酸,应用:制备其它-取
4、代物的桥梁。,D:酰基化反应,酰基进入的位置与反应条件有关,可见:酰基化是合成萘的-取代物的又一条途径。,E:氯甲基化:,-氯甲基萘,(1)原取代基为第一类取代基,发生同环取代:若原有基在位,则新引入基进入另-位,若原有基在位,则进入邻-位:,F、萘亲电取代反应的定位规则,进入的基团可以发生在已有取代基的环上(同环取代),也可以发生在另外一个环上(异环取代),即邻对位定位基,(2)原取代基为第二类定位基,则异环取代,邻对位定位,例外:,6-甲基-2-萘磺酸,2)氧化反应(比苯易被氧化),弱氧化醌:,强氧化环破裂,邻苯二甲酸酐,用于合成染料、树脂、增塑剂等,3)还原反应:,萘的一个苯环容易被还原
5、:,四氢萘,萘满沸点207,Tetralin,(二)蒽、菲 C14H10,蒽,菲,致癌芳烃:,3,4-苯并芘,1,2,5,6-二苯并蒽,1,2,3,4-二苯并菲,蒽、菲、芘的许多衍生物具有很强的致癌性:,八、芳烃的来源:煤、石油,1、从煤焦油中分离 煤焦油(煤干馏的副产品)主要成份苯、甲苯、二甲苯、萘等。,2、芳构化 烷烃、环烷烃在一定温度压力,催化剂作用下环化去氢转化为芳烃铂重整。,3、从石油裂解产品中分离,芳烃的鉴别:,1、,显色,九、非苯芳烃和Hckel(4n+2)规则(休克尔),前面提到的芳烃都具有苯环,结构上是环状共轭三烯,那么是否具有环状共轭体系的多烯都具有芳香性?,1、芳香性的判
6、据Hckel(4n+2)规则,含有4n+2个电子的平面单环共轭体系具有芳香性。,n=0,1,2,3,4,H-NMR判断:环内质子化学位移小,环外质子化学位移大,环辛四烯,有芳香性,12轮烯:,电子数不满足Hckel规则,14轮烯:,电子数满足Hckel规则,环内质子的化学位移为=0 ppm,环外质子化学位移为=7.6 ppm有芳香性,16轮烯,18轮烯,电子数满足Hckel规则,由于环较大,环内氢没有拥挤,因此有芳香性,非环状 平面型 非环状 共轭 非环状共轭 共轭 共轭,非芳性 非芳性 非芳性 芳性 非芳性,其它环状共轭多烯,2、芳香性离子,电子数6个,平面共轭体系,有芳性,环丙烯 环丁二烯
7、 环庚三烯 环戊二烯正离子 双正离子 正离子 负离子,单环共轭体系的分子轨道能级,环丙烯正离子 环丁二烯 环戊二烯负离子,苯 环庚三烯正离子 环辛四烯,单环共轭体系的分子轨道能级的特点:所有的成键的分子轨道是满层的,福劳斯特(Frost)方法标画轨道能级图:,画轨道的规律:对于含有n个碳原子的单环共轭体系,当n为奇数时,有1个低的非简并的能级,另外有n-1/2个双重简并能级;当n为偶数时,有一高一低两个非简并的能级,另n-2/2个双重简并的能级。根据轨道能级分布的规律性,可以利用简便的福劳斯特(Frost)方法标画轨道能级图。此法是以|2|为半径画一个圆,若为n个碳原子的单环,就过圆的下顶点做
8、圆的内接正n边形,各内接点的位置表示各轨道的能级,过圆点的直线为非键轨道的能级。,总结,一、单环芳烃命名,苯基、芳基、苄基,二、共振论(了解),会使用。,三、单环芳烃的化学性质,(一)苯环的亲电取代反应,(1)卤代(Cl2,Br2)必须有催化剂,(2)硝化,(3)磺化,(4)付氏(Friedel-Crafts)反应,1)烷基化反应,苯环上只含有-NO2、-CN时不发生烷基化反应:,2)酰基化反应(酰基化试剂是:酰氯、酸酐),(5)氯甲基化反应,1、-H的卤代反应及机理,(二)侧链的反应,2、氧化反应:-H,3、脱氢反应,(三)苯环的加成反应和氧化反应:了解,六、苯环上的亲电取代反应的定位规则,邻对位定位基(第一类定位基),间位定位基(第二类定位基),二取代苯的定位规律,定位规则的应用,七、稠环芳烃,位,位,命名,性质:,1)取代反应(发生于位),卤代、硝化、磺化,非苯芳烃和Hckel(4n+2)规则,含有4n+2个电子的平面单环共轭体系具有芳香性。,