有机化学第三章1

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1、2022-5-31第第3章章 芳香烃芳香烃 芳烃，也叫芳香烃，一般是指分子中含苯环芳烃，也叫芳香烃，一般是指分子中含苯环结构的碳氢化合物。结构的碳氢化合物。 芳香二字的来由最初是指从天然树脂（香精芳香二字的来由最初是指从天然树脂（香精油）中提取而得、具有芳香气的物质。油）中提取而得、具有芳香气的物质。 现代芳烃的概念是指具有芳香性的一类环状现代芳烃的概念是指具有芳香性的一类环状化合物，它们不一定具有香味，也不一定含有化合物，它们不一定具有香味，也不一定含有苯环结构。苯环结构。 芳香烃具有其特征性质芳香烃具有其特征性质芳香性（易取代，芳香性（易取代，难加成，难氧化）。难加成，难氧化）。2022-

2、5-311. 芳香烃的分类和命名芳香烃的分类和命名分类分类2022-5-31命命 名名n 取代基碳链不太长或不复杂的情况下，多采用以苯取代基碳链不太长或不复杂的情况下，多采用以苯或带官能团的苯环为母体或带官能团的苯环为母体n 侧链很长或很复杂时，以苯作取代基侧链很长或很复杂时，以苯作取代基2022-5-31 二取代苯的命名二取代苯的命名A.2个取代基相同：个取代基相同：1,2-、邻、邻、o-1,3-、间、间、m-1,4-、对、对、p.CH3CH3CH3CH3CH3CH3邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯（1,2-二甲苯） （1,3-二甲苯） （1,4-二甲苯）（o-二甲苯） （m-二甲苯） （p-二

3、甲苯）2022-5-31B. 2个取代基不同：确定主官能团个取代基不同：确定主官能团OHClCHOOHCOOHNO2对氯苯酚 邻羟基苯甲醛 间硝基苯甲酸（水杨醛）2022-5-311.2 联苯类联苯类 两个苯环以单键直接相连时称为联苯。两个苯环以单键直接相连时称为联苯。联苯类命名以联苯作母体联苯类命名以联苯作母体 H H123456123456HH两个苯环平面成两个苯环平面成45。角角2022-5-311.3 稠环芳香烃稠环芳香烃 两个或两个以上的苯环彼此共用两个相邻的碳两个或两个以上的苯环彼此共用两个相邻的碳原子，直接连接起来的化合物叫做稠环芳香烃，原子，直接连接起来的化合物叫做稠环芳香烃，

4、这种连接方式叫并联。这种连接方式叫并联。2022-5-312. 芳香烃的结构芳香烃的结构 2.1 苯的结构苯的结构1825年，年，Faraday从照明气中分离得到从照明气中分离得到 1865年，年，Kekule提出了苯的环状构造式提出了苯的环状构造式苯的凯库勒式结构苯的凯库勒式结构 2022-5-31苯分子结构的价键观点苯分子结构的价键观点 现代物理方法（射线法、光谱法、偶极距的测定）表明，苯现代物理方法（射线法、光谱法、偶极距的测定）表明，苯分子是一个平面正六边形构型，键角都是分子是一个平面正六边形构型，键角都是120，碳碳键长都是，碳碳键长都是0.1397nm。图示如下：。图示如下： 20

5、22-5-31杂化轨道理论解释杂化轨道理论解释 苯分子中的碳原子都是以苯分子中的碳原子都是以sp2杂化轨道成键的，故键角均为杂化轨道成键的，故键角均为120，所有原子均在同一平面上。，所有原子均在同一平面上。 未参与杂化的未参与杂化的P轨道都垂直与碳环平面，彼此侧面重叠，形轨道都垂直与碳环平面，彼此侧面重叠，形成一个封闭的共轭体系，由于共轭效应使成一个封闭的共轭体系，由于共轭效应使电子高度离域，电电子高度离域，电子云完全平均化，故无单双键之分。子云完全平均化，故无单双键之分。2022-5-31 分子轨道理论认为，分子中六个分子轨道理论认为，分子中六个P轨道线形组合成六个轨道线形组合成六个分分子

6、轨道，其中三个成键规定，三个反键轨道。在基态时，苯子轨道，其中三个成键规定，三个反键轨道。在基态时，苯分子的六个分子的六个电子成对填入三个成键轨道，其能量比原子轨电子成对填入三个成键轨道，其能量比原子轨道低，所以苯分子稳定，体系能量道低，所以苯分子稳定，体系能量 较低较低 。E234561无节面三个节面二个节面一个节面苯的 电子分子轨道重叠情况2022-5-31从氢化热看苯的稳定性从氢化热看苯的稳定性H22H23H2H=_120KJ / molH=_232KJ / molH=_208KJ / molH苯实=208 KJ / molH苯理=3x120=360KJ / mol2022-5-31定域

7、电子：定域电子：被限制在两个原子核区域内运动的电子被限制在两个原子核区域内运动的电子离域电子：离域电子：不局限于两个原子核区域内运动的电子。不局限于两个原子核区域内运动的电子。这种电子的离域作用我们也称之为这种电子的离域作用我们也称之为共轭作用共轭作用2.2 共振论简介和苯的共振能共振论简介和苯的共振能 H2CCHCHCH22022-5-31醋酸根的共振结构式醋酸根的共振结构式 意义：醋酸根的真实结构是意义：醋酸根的真实结构是两个共振结构式两个共振结构式(经典结构式经典结构式)叠加得到的共振杂化体，而叠加得到的共振杂化体，而不是两个共振结构式中的任不是两个共振结构式中的任何一个。何一个。 20

8、22-5-31书写共振结构式时要注意的问题：书写共振结构式时要注意的问题： 各共振结构式中原子的连接顺序相同，只各共振结构式中原子的连接顺序相同，只是电子分布不同是电子分布不同所有的共振结构式中，已配对的和未配对所有的共振结构式中，已配对的和未配对的电子数相同的电子数相同在各共振结构式中，能量愈低的结构式对在各共振结构式中，能量愈低的结构式对共振杂化体贡献愈大；具有相同稳定性的共振杂化体贡献愈大；具有相同稳定性的共振结构式对共振杂化体的贡献大共振结构式对共振杂化体的贡献大共振杂化体的能量低于任何共振结构式共振杂化体的能量低于任何共振结构式 2022-5-31苯的共振式苯的共振式(1) (2)

9、(3) (4) (5) Dewar 苯2022-5-31共振理论共振理论1.共振杂化体共振杂化体比它的任何一个比它的任何一个共振式共振式都要稳定都要稳定2.共价键数目越多的共价键数目越多的共振式共振式越稳定越稳定3.共振式共振式中的电荷越分散就越稳定中的电荷越分散就越稳定4.越稳定的越稳定的共振式共振式对对共振杂化体共振杂化体的贡献越大的贡献越大5.相对稳定的共振式的数目越多，相对稳定的共振式的数目越多，共振杂化体共振杂化体越稳定越稳定6.共振式越接近等价，共振式越接近等价，共振杂化体共振杂化体越稳定越稳定2022-5-313. 芳香烃的物理性质芳香烃的物理性质苯的同系物多数为液体，不溶于水，

10、易溶于苯的同系物多数为液体，不溶于水，易溶于石油醚、醇等有机溶剂，比水轻，和苯一样石油醚、醇等有机溶剂，比水轻，和苯一样具有特殊的香气，但它们的蒸汽有毒，苯的具有特殊的香气，但它们的蒸汽有毒，苯的蒸汽可以通过呼吸道对人体产生损害，高浓蒸汽可以通过呼吸道对人体产生损害，高浓度的苯蒸汽主要作用于中枢神经，引起急性度的苯蒸汽主要作用于中枢神经，引起急性中毒，低浓度的苯蒸汽长期接触能损害造血中毒，低浓度的苯蒸汽长期接触能损害造血器官，也可能导致白血病器官，也可能导致白血病 2022-5-314. 芳香烃的化学性质芳香烃的化学性质 芳烃的化学性质主要是芳香性，即易进行取代反应，芳烃的化学性质主要是芳香性

11、，即易进行取代反应，而难进行加成和氧化反应。而难进行加成和氧化反应。4.1 亲电取代反应亲电取代反应4.1.1卤代反应：卤代反应：卤素反应的活性顺序是：卤素反应的活性顺序是：F2Cl2Br2I2 ClBrClClClCl+ Cl2Fe FeCl3或5560+ Br2Fe FeBr3或5560+ 2Cl2Fe FeCl3或+HClHBr2HCl50%45%2022-5-31烷基苯的卤代烷基苯的卤代 CH3+ Cl2FeCl3光orCH3ClClCH3+ HClCH2ClCHCl2CCl3Cl2Cl2光or光or 氯化苄 （苯氯甲烷）苯二氯 甲烷苯三氯 甲烷 反应条件不同，产物也不同。因两者反应历