7 多环芳烃和非苯芳烃

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第七章 多环芳烃和非苯芳烃本章主要内容 1.联苯及其衍生物的反应 联苯及其衍生物的反应. 联苯及其衍生物的反应 2.稠环芳烃萘、蒽、菲及其衍生物的结构及 稠环芳烃萘、 稠环芳烃萘 命名. 命名 3.萘的化学性质及萘环亲电产物的定位规律 萘的化学性质及萘环亲电产物的定位规律. 萘的化学性质及萘环亲电产物的定位规律 4.Huckel规则及非苯芳烃芳香性的判断 规则及非苯芳烃芳香性的判断. 规则及非苯芳烃芳香性的判断

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7.0 多环芳烃和非苯芳烃的定义与分类联苯和联多苯类:两个及以上的苯环以 联苯和联多苯类 两个及以上的苯环以 单键相连. 单键相连 多苯代脂类:脂肪烃中两个及以上的 脂肪烃中两个及以上的H 多环芳烃 多苯代脂类 脂肪烃中两个及以上的 被苯取代. 被苯取代 稠环芳烃:两个及以上的苯环以共用两 稠环芳烃 两个及以上的苯环以共用两 个相邻C原子的方式结合的分子 原子的方式结合的分子. 个相邻 原子的方式结合的分子 非苯芳烃: 电子数为 电子数为4n+2(n=0,1,2…)具有芳香性 非苯芳烃 π电子数为 具有芳香性 的分子或离子. 的分子或离子

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例如: 例如 联苯 CH=CH3

对联三苯 CH

1,2-二苯乙烯 二苯乙烯

三苯甲烷

萘 菲

蒽

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7.1 联苯及其衍生物(1)联苯的工业制备 )H

+

H

700~800 ℃

+ H2

(2)联苯的实验室制备 ) 2I

+ 2Cu

+ 2CuI

联苯为无色晶体,熔点 ℃ 沸点 沸点254℃ ,不溶于水 联苯为无色晶体 熔点70℃ ,沸点 熔点 ℃ 不溶于水 而溶于有机溶剂. 而溶于有机溶剂

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(3)联苯环上碳原子的位置编号及命名 联苯环上碳原子的位置编号及命名: 联苯环上碳原子的位置编号及命名间 4' 对5' 3

'

邻

2' 1' 1

2

3 4

6'

6

5

4,4′ 4,4′-二氨基联苯

(4)联苯的化学性质 联苯的化学性质 和苯相似,在两个苯环上均可发生磺化 和苯相似 在两个苯环上均可发生磺化、硝化等取 代反应.联苯可看成是苯的一个氢原子被苯基取代 苯基 代反应 联苯可看成是苯的一个氢原子被苯基取代,苯基 联苯可看成是苯的一个氢原子被苯基取代 对位取代基,第二取代基主要进入苯基的对位 第二取代基主要进入苯基的对位. 是邻、对位取代基 第二取代基主要进入苯基的对位 若一个环上有活化基团，则取代反应发生在同环； 若一个环上有活化基团，则取代反应发生在同环； 若有钝化基团，则发生在异环. 若有钝化基团，则发生在异环

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(5) 联苯化合物的异构体 两个环的邻位有取代基存在时,由于取代基的空间效 两个环的邻位有取代基存在时 由于取代基的空间效 应阻碍联苯分子的自由旋转,使得两个苯平面不在同 应阻碍联苯分子的自由旋转 使得两个苯平面不在同 一平面上,产生

异构体 一平面上 产生异构体. 产生异构体 二硝基-2,2’-联苯二甲酸的异构 例:6,6’-二硝基 ’ 二硝基 ’ 联苯二甲酸的异构 体

镜面

对映异构

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(6) 重要联苯衍生物 联苯胺 (4,4′-二氨基联苯 重要联苯衍生物--联苯胺 二氨基联苯) 二氨基联苯

联苯胺是合成多种染料的中间体. 联苯胺制备: 联苯胺制备二硝基苯还原得到. ① 4,4′-二硝基苯还原得到 二硝基苯还原得到 工业上由硝基苯为原料,经联苯胺重排反应而来 而来. ②工业上由硝基苯为原料 经联苯胺重排反应而来

氢化偶氮苯

(重排 重排) 重排

联苯胺

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7.2 稠环芳烃7.2.1 萘及其衍生物 萘的分子式C 是最简单的稠环芳烃. 萘的分子式 10H8,是最简单的稠环芳烃 是最简单的稠环芳烃 萘是煤焦油中含量最多的化合物,约 萘是煤焦油中含量最多的化合物 约6%.

(1) 萘的结构、同分异构现象和命名 A.萘的结构 萘的结构 萘的结构与苯类似,是一平面环状分子 每个碳 萘的结构与苯类似 是一平面环状分子,每个碳 是一平面环状分子 原子采取sp 杂化.10个碳原子处于同一平面 个碳原子处于同一平面,联接 原子采取 2 杂化 个碳原子处于同一平面 联接 成两个稠合的六元环,8个氢原子也处于同一平面 个氢原子也处于同一平面. 成两个稠合的六元环 个氢原子也处于同一平面

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萘的π分子轨道示意图 萘的π 每个碳原子有一个未杂化的p轨道 这些轴平行的p轨道 轨道,这些轴平行的 ◆每个碳原子有一个未杂化的 轨道 这些轴平行的 轨道 侧面相互交盖,形成包含 个碳原子在内的 分子轨道. 侧面相互交盖 形成包含10个碳原子在内的π分子轨道 形成包含 个碳原子在内的π 在基态时,10个 电子分别处在5个成键轨道上 个成键轨道上. ◆在基态时 个π电子分别处在 个成键轨道上 ◆所以萘分子没有一般的碳碳单键也没有一般的碳碳双 键,而是特殊的大π键. 而是特殊的大 电子的离域,萘具有 萘具有255kJ/mol的共振能 离域能 的共振能(离域能 ◆由于π电子的离域 萘具有 的共振能 离域能).

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B.萘分子中碳碳键长 苯的键长均等 萘分子中碳碳键长(苯的键长均等 萘分子中碳碳键长 苯的键长均等):0.142nm 0.139nm8 7 6 5 4 1 2 3

0.137nm

0.140nm

C.萘分子的共振结构式 萘分子的共振结构式: 萘分子的共振结构式

(Ⅰ) Ⅰ

(Ⅱ) Ⅱ

(Ⅲ) Ⅲ

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D.由于萘分子中碳原子不完全等性，需要标示碳原子 由于萘分子中碳原子不完全等性， 由于萘分子中碳原子不完全等性 的不同位置.一般标示如下 一般标示如下: 的不同位置 一般标示如下 α β β α α α β β 8 或 7 6 5 4 1 2 3

由于键长不同,各碳原子的位置也不完全等同 其中 由于键长不同 各碳原子的位置也不完全等

同,其中 各碳原子的位置也不完全等同 四个位置是等同的,叫 ◆ 1,4,5,8四个位置是等同的 叫α位. 四个位置是等同的 四个位置是等同的,叫 ◆ 2,3,6,7四个位置是等同的 叫β位. 四个位置是等同的

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E.萘的一元取代物及命名 萘的一元取代物及命名 Cl Cl α-氯萘 氯萘 F.萘的二元取代物及命名 萘的二元取代物及命名 CH3 β-氯萘 氯萘 NO2

SO3H 对甲基萘磺酸

NO2 1,5-二硝基萘 二硝基萘

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(2) 萘的性质萘为白色晶体,熔点 熔点80.5℃,沸点 ◆萘为白色晶体 熔点 ℃ 沸点218℃,有特殊气味 ℃ (防蛀剂 ，易升华；不溶于水，易溶于热乙醇和乙醚 防蛀剂), 防蛀剂 易升华；不溶于水，易溶于热乙醇和乙醚. 萘主要用于制造邻苯二甲酸酐 邻苯二甲酸酐. ◆萘主要用于制造邻苯二甲酸酐 萘的共振能为255kJ/mol ,不是 不是304 kJ/mol(苯的 萘的共振能为 不是 ( 共振能为152kJ/mol ), 所以萘的稳定性比苯弱 萘比 所以萘的稳定性比苯弱,萘比 共振能为 苯容易发生加成和氧化反应,萘的取代反应也比苯容 苯容易发生加成和氧化反应 萘的取代反应也比苯容 …… 此处隐藏：2706字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……