单环芳烃PPT课件.ppt

有机化学基本内容和重点要求6芳烃
在有机化学发展的初期，人们把那些从香树脂、香料油等天然产物中得到的，具有芳香气味的有机化合物，叫做芳香性化合物。
6.1芳烃的分类、构造和命名6.1.1芳烃的分类(1)单环芳烃的命名
一元取代物二元取代物若两个取代基不同时，则以其一为主，并以它相连的环上碳原子为第1位，在按最小数原则给另一个取代基编号。
例如：三元取代物如果苯环上三个取代基不同时，则以各取代基的位次编号数值之和最小为原则来命名。
例如：复杂基团或不饱基团取代时，则把侧链当作母体，苯环当作取代基来命名。但偶尔也有把苯环当母体来命名的。
例如：对二乙烯苯硝基、卤素和烃基等总是放在名称的前面；
羟基、醛基、羧基、磺酸基等总是放在名称的后面；
若芳环上同时有以上两组的基团则按以上两组的次序，取排在最前面的作为母体名称，其余的放在前面作为取代基团；
从作为母体的基团开始进行编号。返回历史背景：
十八世纪末冶金工业及煤气工业的发展，在生产焦炭和煤气的同时，产生了大量的副产物煤焦油，污染环境，造成公害。煤焦油的利用成为当时生产中的一个主要问题。
十九世纪初，人们从煤焦油中分离出了苯、萘、蒽、甲苯、二甲苯、苯酚、苯胺等芳香族化合物，并以这些化合物为原料，进行了有机合成工作，其中硝基苯和苯胺的合成，奠定了染料合成工业的基础。
工业生产过程一方面积累了大量成功的实践经验，另一方面也不可避免地走了不少弯路，迫切需要在此基础上，担出一个比较符合客观实际的理论。1865年，凯库勒提出了苯的环状结构学说
其理论基于如下实验事实：
⑴所有芳香性化合物，均较脂肪族中相应的化合物含有较多的碳；
⑵象脂肪族一样，在芳香族化合物中也存在着为数很多的同系物；
⑶最简单的芳香性化合物，至少含有六个碳原子；
⑷芳香族化合物的所有衍生物，表现出某些同族的特点，在进行一些较激烈的反应后，主要产物仍至少含有六个碳；
⑸苯只有一种一元取代物和一种邻位二元取代物。苯的凯库勒式：奥古斯特.凯库勒
（1829-1896）凯库勒式不能解释苯为什么具有特殊稳定性；
不能解释苯为什么表现出难加成、易取代的化学特性；
不能解释苯的几何结构碳原子都是sp2杂化
六个碳原子和六个氢原子都在同一平面上
六个碳原子组成一个正六边形
碳碳键长完全相等（0.140nm）
所有键角都是120ºπ键不能用经典结构式圆满表示其离域结构的分子，它的真实结构可以由多种假设的结构---其中每一结构各相当于某一价键结构式---共振（或称叠加）而形成的共振杂化体来代表。

共振论(theresonanceproposal)：鲍林在上世纪30年代提出的一种分子结构理论苯的共振结构式各共振结构式中原子核的相互位置必须是相同的。
共振结构参与杂化的比重是不同的。能量愈低愈稳定的共振结构在共振杂化体中占较大的分量，它们是主要的参与结构。
如果在共振结构式中，具有结构上相似和能量上相同的两个或几个参与结构式，则不仅这些相同的参与结构式都是主要的参与结构式，而且由此共振而形成的共振杂化体也特别稳定。各参与结构式中，共价键越多则能量越低。
各参与结构式中，相邻原子成键的和不相邻原子间成键的能量相比较，前者能量要低些。
共振结构式中，第二周期的C、N、O等元素的外层如具有八隅体电子构型的要求时，则能量低。
相邻两原子带有相同电荷的共振结构式，其能量高。苯的共轭能6.3单环芳烃的物理性质6.4单环芳烃的化学性质返回苯与氯、溴在一般条件下不发生反应，但在催化剂（铁粉或卤化铁）的作用下加热，苯环上的氢原子可被氯和溴取代，生成相应的氯苯或溴苯。卤化反应产物除以卤代物外，还有少量二卤代物生成。
烷基苯在铁粉或三氯化铁存在下与卤素作用，也发生环上卤代反应，主要的邻位和对位取代物，反应比苯容易。
例如：
烷基苯比苯容易硝化，如甲苯在30℃就可以硝化，主要生成邻硝基甲苯和对硝基甲苯。(3)磺化反应(Sulfonation)烷基苯的磺化也较苯容易。如用硫酸在常温就可以使甲苯磺化，主要产物是邻甲苯磺酸和对甲苯磺酸。温度升高有利于对位体生成。常用的磺化剂除浓硫酸、发烟硫酸外，还有三氧化硫和氯磺酸等。例如，苯在四氯化碳溶液中与等摩尔的氯磺酸作用，同样得到苯磺酸。与卤化和硝化反应不同，磺化反应是可逆的。芳烃在催化剂作用下，与卤代烷和酰卤等作用，环上的氢原子被烷基和酰基取代的反应分别叫做烷基化(Alkylation)和酰基化(Acylation)反应，统称为付列德尔-克拉夫茨(Friedel-Crafts)反应，简称付氏反应。烷基化反应:在无水三氯化铝等的催化下，苯可以与卤代烷反应生成烷基苯。
工业上用乙烯和丙烯作为烷基化剂来制取乙苯和异丙苯酰基化反应:在无水三氯化铝的作用下，芳烃与酰氯或酸酐进行反应生成芳酮。烷基化反应和酰基化反应的比较主要产物（5）氯甲基化反