有机化学课件-芳香族.ppt
,第五章 芳 烃 芳 香 性,芳烃是芳香族碳氢化合物的简称，亦称芳香烃，主要是指含有苯环结构的环状烃。,第五章 芳 烃 芳 香 性,一、芳烃的构造异构和命名,1.构造异构,CnH2n-6,一、芳烃的构造异构和命名,2.命名,a.命名时一般以苯为母体,烷基作为取代基，并用阿拉伯数字表明 其相对位置，也可以用邻(o-),间(m-)和对(p-）来表示;,一、芳烃的构造异构和命名,b.若结构复杂，或支链上有官能团，则把支链作为母体，而把苯 作为取代基。,芳烃从形式上去掉一个氢原子后所剩下的原子团，称为芳基，常用 Ph-(phenyl的缩写)。,一、芳烃的构造异构和命名,第五章 芳 烃 芳 香 性,二、苯的结构,1834年，德国化学家首次合成了苯,Not found,二、苯的结构,较大的稳定性,不易加成，易取代,一取代物只有一种,键长平均化,二、苯的结构,第五章 芳 烃 芳 香 性,a.芳烃苯环上的反应,b.芳烃侧链的反应,一、芳烃苯环上的反应-亲电取代,取代产物,加成产物,E+Y-,亲电取代反应,1.亲电取代反应及其机理,卤化,磺化,酰基化,烷基化,硝化,亲电取代反应,a.卤化:,反应活性:F2 Cl2 Br2 I2,亲电取代反应,-络合物,亲电取代反应,Step 1.Br-Br 键的极化,Step 2 进攻苯环,Step 3 失去质子，恢复芳环结构,b.硝化:,mechanism,硝基苯,亲电取代反应,磺胺嘧啶银,苏丹红号,亲电取代反应,c.磺化:,mechanism,亲电取代反应,温度高，对位异构体为主,亲电取代反应,可逆性,可逆反应,在有机合成上有重要用途,高温取代，对位产物为主,在无水氯化铝等催化剂的作用下，芳烃与卤代烷或酸酐等作用，环上的氢原子被烷基或酰基取代的反应，分别称烷基化和酰基化反应。,1).烷基化反应,mechanism,d.Friedel-Crafts 傅克反应,亲电取代反应,亲电取代反应,亲电取代反应,majorproduct,minorproduct,亲电取代反应,烷基化反应的特点：,1.会有重排反应发生；2.易发生二（或多）取代；3.产物易发生歧化反应；4.环上有强电子基如：硝基(NO2)，磺酸基(SO3H)，酰基(RCO)和氰基(CN)等，一般不发生反应。,亲电取代反应,2).酰基化反应,进攻的亲电质点：,亲电取代反应,酰基碳正离子,亲电取代反应,亲电取代反应,有重排产物,酰基化反应的特点：,1.没有有重排反应发生，用于长链烷基苯的制备；2.不发生多取代；3.催化剂的用量比烷基化反应多；4.环上有强电子基如：硝基(NO2)，磺酸基(SO3H)，酰基(RCO)和氰基(CN)等，一般不发生反应。,亲电取代反应,e.氯甲基化：在无水氯化锌存在下，芳烃与甲醛及氯化氢作 用，环上的氢原子被氯甲基（-CH2Cl）取代.,亲电取代反应,亲电取代反应,一、芳烃苯环上的反应-加成反应,a.+H2,六六六,b.+Cl2,Free radical addition reaction,工业上生产环己烷的方法,一、芳烃苯环上的反应-氧化反应,亲二烯体,一、芳烃苯环上的反应-聚合反应,聚苯,第五章 芳 烃 芳 香 性,a.芳烃苯环上的反应,b.芳烃侧链的反应,五.苯环上亲电取代反应的定位规则,1.定位规律(orientation),E,反应速度,进攻苯环的位置,取决于原有取代基Y,取代基分类:,苯环上的取代基按性质分为三类：,a.邻、对定位致活基团,c.邻、对定位致钝基团,b.间位定位致钝基,a.邻、对定位致活基团-第一类定位基,这类定位基在与苯环直接相连的原子上一般具有单键或具有孤对电子（或带负电荷），具有推电子效应。一般使苯环活化，反应速度比苯快。,定位规律,b.间位定位致钝基,这类定位基在与苯环直接相连的原子上一般具有重键或带正电荷，具有吸电子效应。一般使苯环钝化，反应速度比苯慢。,定位规律,c.邻、对定位致钝基团-第一类定位基,X:,30%69%1%,使苯环钝化，但定邻对位。,定位规律,定位规律的理论解释-电子效应,甲基：,Most stable,Most stable,Most stable,Most stable,吸电子的诱导效应,供电子的共轭效应,吸电子的诱导效应,吸电子的共轭效应,+,Least stable,Least stable,使苯环钝化定间位,吸电子的诱导效应(-I),供电子的共轭效应(+C),-I+C,钝化苯环,活化苯环,定位规律的理论解释-电子效应,Most stable,Most stable,定位规律的理论解释-电子效应,两类定位基及其定位效应,定位规律的理论解释-空间效应,定位规律的理论解释-空间效应,二取代苯亲电取代的定位规则,a.当两个取代基属不同类型时，,第三个取代基的进入位置由,邻对位定位基定；,b.两个取代基的定位效应一致时，,第三个取代基的进入位置由,定位规律决定；,c.两个取代基的定位效应不一致时，,第三个取代基的进入位置,由定位效应强的取代基决定,二取代苯亲电取代的定位规则,二取代苯亲电取代的定位规则,(1),(2),(3),(4),(5),下列化合物发生亲电取代反应活性比较,(1),(3),(4),(5),(2),定位规则在有机合成上的应用,指导多官能团取代苯的合成,磺化反应，由于位阻的因素，高温易生成对位产物,定位规则在有机合成上的应用,定位规则在有机合成上的应用,
