有机化学课件-第八章芳烃

1.芳烃的分类和命名第 八 章 芳 烃具有芳环的化合物叫做芳香族化合物，其特殊性质被称为芳 香性，主要表现在它们具有特殊的稳定性，不易发生炔烃、烯 烃那样的加成反应，却易发生取代反应。 芳香族化合物可按照是否含有苯环分为苯型芳香烃和非苯型芳 香烃；苯型芳香烃按苯环的数目和连接方式又可分为单环芳烃 和多环芳烃(多苯代脂烃、稠环芳香烃、联苯和多联苯)。 芳烃的系统命名法 一取代基是烷基、卤素和硝基时则以苯为母体，取代基是氨 基、羧基、醛基、酰胺基、羟基时，则以官能团为母体； 当取代基结构复杂或有不饱和基团，也可将苯作为取代基； 对于二元取代的苯，有三种异构体，这是由取代基在苯环上 的相对位置不同而引起的，可用“邻、间、对”来表示；

1.芳烃的分类和命名第 八 章 芳 烃

当苯环上有俩不同取代基，按照下列顺序决定哪个取代基和苯 环一起作为母体：羧基-COOH > 醛基-CHO > 羟基-OH > 烯基 -C=C-或炔基 > 氨基-NH2 > 烷氧基-OR > 烷基-R > 卤素-X > 硝基-NO2 > 亚硝基-NO 当苯环上有三取代基时，先选出母体官能团，并把它编号为1 ,其他的官能团按编号最小原则顺时针或逆时针沿苯环编号， 书写官能团时依然按照取代基次序原则先后书写； 了解联苯的编号与命名； 了解萘的编号和α位β位； 练习题 8.1 8.2

2.芳烃的化学反应第 八 章 芳 烃

苯环上的亲电取代反应 卤代反应Br2 FeBr3Br

HBr

在三卤化铁的催化下，苯与卤素反应生成卤代苯，其中氟反应 太剧烈，碘太慢且产物不稳定，只能用氯和溴。因铁可直接与 卤素生成卤化铁，所以也可直接用铁粉催化。 硝化反应HONO2 H2SO4NO2

H2O

苯在浓硫酸与浓硝酸的混合物(称混酸)中发生硝化反应，生 成硝基苯。

2.芳烃的化学反应第 八 章 芳 烃硝基苯不易继续硝化，必须使用发烟硝酸和浓硫酸加热才能再 取代上一个硝基，生成间二硝基苯。NO2

发烟硝酸，浓硫酸NO2

NO2

磺化反应SO3浓 H2SO4

O S

OH O

苯与浓硫酸或发烟硫酸(SO3与硫酸的混合物)反应，可在苯 环上引入磺酸基而生成苯磺酸。 磺化反应是可逆反应，即苯磺酸与稀酸一起加热可返回苯与硫 酸；

2.芳烃的化学反应第 八 章 芳 烃苯磺酸的钠盐与碱共熔，可转化为酚的钠盐，经酸化后得酚。O S ONa O ONa OH

NaOH

H

这是苯环引入酚羟基的一种方法。 练习题 8.5

傅克反应(向芳环引入烷基或酰基) 傅克烷基化反应：RX AlCl3R

卤代烷在AlCl3、FeCl3、SnCl4、BF3、ZnCl2等路易斯酸催化下 ，可在芳环上引入烷基。

2.芳烃的化学反应第 八 章 芳 烃除了卤代

烷，醇或者烯也可在酸的催化下形成碳正离子发生亲 电取代反应，引入烷基。(CH3)2CHOH H2SO4

CH3CH2CH CH2

H2SO4

傅克酰化反应：RCOClO

AlCl3

R O

O

O

AlCl3O O

OH

酰卤或酸酐在路易斯酸催化下引入苯环形成酰基苯。

2.芳烃的化学反应第 八 章 芳 烃 ①

②

傅克反应的局限性： 傅克反应是一个亲电取代反应，凡是苯环上连有硝基-NO2、 磺酸基-SO3H、氰基-CN或者羰基-CO-R等吸电子基团，将直接 降低苯环电子云密度而导致傅克反应不能发生； 傅克烷基化反应经过碳正离子中间体，碳正离子重排严重， 常使引入苯环的烷基不是以前的烷基； 克服碳正离子重排方法是酰化后再经克莱门森还原为烷基。CH3CH2COCl AlCl3O

Zn-Hg HCl

练习题 8.6

2.芳烃的化学反应第 八 章 芳 烃单取代苯的亲电取代反应定位规律： 取代基对反应速率的影响： 苯环上已经存在的取代基会对苯环上继续发生的亲电取代反应 速度产生影响。以苯环为基准： 使亲电取代反应活性提高(供电子)的基团称为活化基团； 使亲电取代反应活性降低(吸电子)的基团称为钝化基团； 旧取代基对新入取代基位置的影响： 苯环上已有的取代基会对第二个取代基引入的位置产生影响； 主要使新取代基进入邻位或对位的称为“邻对位定位基”; 主要使新取代基进入间位的称为“间位定位基”; 常见活化钝化基团和定位取代基见书248页表8-2 练习题 8.7

2.芳烃的化学反应第 八 章 芳 烃 ① ②

③

二取代本亲电取代反应的经验规律： 原有的俩取代基都是邻对位定位基，则第三个取代基进入的 位置由定位能力强的邻对位定位基决定； 原有的俩取代基一个是邻对位，一个是间位定位基，新入取 代基位置主要由邻对位定位基决定，但一般不在俩取代基之 间引入； 原有的俩取代基都是间位定位基，当他们处于间位时，新入 取代基在其间位，否则很难判断主要引入位置； 定位规则常用来逆向分析苯环上引入多个取代基的先后次序

练习题 8.9 练习题 8.10

2.芳烃的化学反应第 八 章 芳 烃

苯的加成和氧化反应 苯环相比烯烃，加成条件非常特殊。H2,Ni 400~500CCl Cl Cl Cl Cl Cl

Cl2 ultraviolet

氧化反应：O2,V2O5 400~500CO O O

五氧化二钒可使苯环开环成顺丁烯二酸酐。

2.芳烃的化学反应第 八 章 芳 烃在强氧化剂条件下，一般而言无论碳链长短，最终都被氧化为 羧基，只有无α-H的叔烷基才不会被氧化；KMnO4 HOOCBr CHCH3

COOH

烷基侧链的取代Br2/hvCH2CH3

CH2CH3

CH2CH3 Br

Br2/Fe

Br

练习题 8.11

2.芳烃的化学反应第 八 章 芳 烃 ① ② ③

卤代烃制备小节 可由醇与卤化氢、卤化磷

或氯化亚砜反应将羟基转变为卤； 可由烷烃卤代，烯烃α位卤代，苯环卤化铁催化取代； 氟或碘代烷，可以氯、溴代烷置换而来；