【精选】汪小兰有机化学第四章芳香烃.ppt

第四章芳香烃基本内容和重点要求4.1分类和来源芳香烃指芳香族碳氢化合物简称为芳烃。“芳香”二字最初是指从天然树脂、香精油中得到的一些有香味的物质。由于这类物质都含有苯环因此当时把具有苯环一类的化合物统称为芳香族化合物后来发现某些不含苯环的物质也具有香味（乙酸乙酯等）而有些含苯环的物质亦有难闻气味。“芳香族化合物”的名称虽然沿用下来但现在实际意义已经改变“芳香性”指其特殊的化学性质。现在我们所说的芳香族化合物是指符合Hückel4n+2规则具有苯环结构或非苯环结构的衍生物。芳烃的分类煤焦油分馏产物馏分沸程C产率/%主要组分轻油1800.5~1苯及同系物酚油180~2102~4苯酚及同系物(28~40%)萘油210~2309~12萘(75~84%)重油230~3006~9萘(12%)吡啶(4~7%)喹啉蒽油300~36020~24蒽(18~30%)菲咔唑沥青36050~55沥青游离碳煤干馏法提取量少(1000T煤经干馏除焦碳外仅得苯6.5T甲苯和二甲苯1.6T)资源利用率低如果采用化学法处理煤产率大幅提高据资料介绍:苯(数倍)酚(数十倍)喹啉(数百倍);且对环境污染少。2．从石油制取芳烃芳烃需求量不断扩大从煤焦油分离芳烃远远不能满足需求因而发展了以石油为原料制备芳烃的方法:①石油芳构化(制芳烃主要方法)采用C6～C8烃类(烷及环烷)在催化剂(活性氧化铝载铂或钯等)作用下于450～500C进行脱氢、环化及异构化：i.环烷脱氢+H2ii.环化脱氢-H2-3H2iii.环烷异构脱氢②从裂解焦油(轻油和重油)回收4.2苯的结构十九世纪初期发现了苯并测定其分子式为C6H6这说明它是一个不饱和程度很高的烃依分子式很容易就能写出其不饱和的链烃但研究发现苯的性质与不饱和链烃完全不同苯不易发生加成及氧化反应(常态下苯不能使溴的四氯化碳褪色亦不被KMnO4氧化)故不饱和的链结构并不是苯的真实结构另一方面苯却易发生取代反应：FeBr3C6H6＋Br2C6H5Br+HBr且发现一元取代的产物只有一种这现象只有二种可能:①苯只有一个活泼氢原子;②苯的六个氢原子地位等同。实验还发现苯不仅发生一元取代还有二、三元等取代反应这说明第二种假设正确即六个氢原子完全等同。实验还发现:苯通过催化加氢可得到环已烷这说明苯具有六碳环的结构。在苯环结构中为了满足碳的四价态把苯的结构记为单-双键间隔的六元环这种结构能解释苯的一元取代问题但邻二取代问题不能解释:奥古斯特.凯库勒（1829-1896）说起苯的六碳环结构人们自然都会想起凯库勒(德1829-1896)著名的仲夏夜之梦他通过梦的启迪而认识到苯的环状结构并被公认为发现苯环结构的鼻祖。事实上奥地利一位中学教师洛斯密德（Loschmidt1821-1895）在1861年出版的<<化学研究>>中就提出了包括苯环在内的与现代分子模型相近的368个有机化合物结构式而凯库勒的论文发表在1865年(晚4年)且有证据表明:该论文发表前凯库勒已读过<<化学研究>>因此化学史上第一个正确描述苯环结构的人应是洛斯密德而不是凯库勒！究竟是谁最先提出苯环结构华东理工大学焦家骏凯库勒苯的环状结构基于如下实验事实：1.芳香性化合物较脂肪族中相应化合物含较多的碳；2.在芳香族化合物中也存在着为数很多的同系物；3.最简单的芳香性化合物至少含有六个碳原子；4.芳香族化合物的所有衍生物表现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；5.苯只有一种一元取代物和一种邻位二元取代物。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苯结构的近代概念现代杂化理论:SP2杂化大键(离域)共轭体系离域能