【精选】有机化学高教第四版第四章环烃芳香烃.ppt

第五章芳香烃芳烃是芳香碳氢化合物的简称。芳香族化合物最初是指一些化合物具有特殊的香味。后来研究表明：它具有高度不饱和性但很稳定且不易发生加成和氧化反应而容易发生取代反应。芳香族化合物的这些特殊性称为芳香性。定义：指苯及苯的同系物跟苯的结构特征相似的化合物。芳烃可分为苯系芳烃和非苯系芳烃两大类。苯系芳烃根据苯环的多少和连接方式不同可分为：单环芳烃分子中只含有一个苯环的芳烃。例如：苯甲苯异丙苯多环芳烃分子中含有两个或两个以上独立苯环的芳烃。例如：联苯二苯基甲烷稠环芳烃分子中含有两个或两个以上苯环苯环之间通过共用相邻两个碳原子的芳烃。例如：萘菲一、苯的结构苯的分子式为C6H6具有如下性质：（1）一般不容易发生加成和氧化反应而容易发生取代反应；（2）一元取代物只有一种邻二取代物也只有一种；（3）有特殊的稳定性：氢化热比设想的环已三烯小150.6kJmol-1。为了解释这些现象1858年德国化学家凯库勒提出了关于苯的结构的构想。苯分子中的6个碳原子连结成一个六元环每个碳原子都与一个氢相连同时为了满足碳的四价6个碳原子以单双键交替形式互相连接构成正六边形平面结构内角为120度。凯库勒把苯的结构式写成：为了解释苯的二元取代物只有一种凯库勒提出苯中的双键没有固定的位置它在不断地摆动因此不能分离出两个邻二卤代物实际上它们是等同的。显然凯库勒提出的环已三烯结构存在一定的缺陷它并不能解释苯的不饱和性以及不发生类似于不饱和烯烃或炔烃的加成反应。随着现代共价键理论的产生可以很好在解释苯的结构及芳香性。现代共价键理论对苯结构的解释近代物理方法证明苯分子的六个碳原子和六个氢原子都在同一个平面上其中六个碳原子构成平面六角形碳碳单键的键长均为140pm比烷烃中碳碳单键154pm短比烯烃的碳碳双键134pm长。苯的各键角都是120度。根据杂化理论苯分子中的碳原子都是SP2杂化轨道分别与碳和氢形成σ键。由于三个SP2杂化轨道都处在同一个平面内所以苯环上所有原子都在一个平面内并且键角为120度。每个碳上余下的未参加杂化的p轨道由于垂直于苯分子形成的平面而相互平行因此所有p轨道之间都可以相互重叠这就形成了一个“六个π电子闭环的共轭体系”这个体系的特点是p轨道重叠程度完全相等所以碳碳键长完全相等它比烷烃中的碳碳单键短而比孤立的碳碳双键长。所以实际上苯环不是结构式表示的那样一种单双键间隔的体系而是形成了一个电子云密度平均化没有单、双键之分的大π键。苯的结构式如下：二、命名及同分异构体苯及其同系物的通式为CnH2n-6。烷基苯的命名以苯作为母体烷基作取代基根据烷基的名称叫“某苯”。例如：甲苯乙苯异丙苯当苯环上连有多个不同的烷基时烷基名称的排列应从简单到复杂环上编号从简单取代基开始沿其它取代基位次尽可能小的方向编号。例如：12-二甲苯13-二甲苯14-二甲苯邻-二甲苯间-二甲苯对-二甲苯1-甲基-4-乙基苯对-甲乙苯123-三甲苯124-三甲苯135-三甲苯连-三甲苯偏-三甲苯均-三甲苯当命名某些芳烃时也可以把苯作为取代基。例如：3-甲基-4-间甲苯基已烷1-苯丙烯芳烃分子中去掉一个氢剩余部分叫芳香烃基（-Ar）常见的有：苯基苯甲基（苄基）邻甲苄基三、物理性质苯及其同系物一般为无色透明有特殊气味的液体相对密度小于1不溶于水而溶于有机溶剂。苯和甲苯都具有一定的毒性。烷基苯的沸点随着分子量的增大而增高。四、化学性质取代反