《有机化学》徐寿昌第二版第7章多环芳烃和非苯芳烃.ppt
《《有机化学》徐寿昌第二版第7章多环芳烃和非苯芳烃.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《有机化学》徐寿昌第二版第7章多环芳烃和非苯芳烃.ppt(55页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第七章 多环芳烃和非苯芳烃,1.联苯及其衍生物的反应.2.稠环芳烃萘、蒽、菲及其衍生物的结构及命名.3.萘的化学性质及萘环亲电产物的定位规律.4.Huckel规则及非苯芳烃芳香性的判断.,本章主要内容,7.0 多环芳烃和非苯芳烃的定义与分类,联苯和联多苯类:两个及以上的苯环以 单键相连.多环芳烃 多苯代脂类:脂肪烃中两个及以上的H 被苯取代.稠环芳烃:两个及以上的苯环以共用两 个相邻C原子的方式结合的分子.非苯芳烃:电子数为4n+2(n=0,1,2)具有芳香性 的分子或离子.,3,CH,CH=CH,三苯甲烷,1,2-二苯乙烯,萘,蒽,菲,联苯,对联三苯,例如:,700800,+H2,2,+2C
2、u,+2CuI,联苯为无色晶体,熔点70,沸点254,不溶于水而溶于有机溶剂.,7.1 联苯及其衍生物,(1)联苯的工业制备,(2)联苯的实验室制备,(4)联苯的化学性质 和苯相似,在两个苯环上均可发生磺化、硝化等取代反应.联苯可看成是苯的一个氢原子被苯基取代,苯基是邻、对位取代基,第二取代基主要进入苯基的对位.若一个环上有活化基团,则取代反应发生在同环;若有钝化基团,则发生在异环.,间 邻对,4,4-二氨基联苯,(3)联苯环上碳原子的位置编号及命名:,钝化基团、异环取代,例:联苯的硝化反应:,4,4-二硝基联苯(主要产物),2,4-二硝基联苯,两个环的邻位有取代基存在时,由于取代基的空间效应
3、阻碍联苯分子的自由旋转,使得两个苯平面不在同一平面上,产生异构体.,镜面,例:6,6-二硝基-2,2-联苯二甲酸的异构体,对映异构,(5)联苯化合物的异构体,联苯胺是合成多种染料的中间体.联苯胺制备:4,4-二硝基苯还原得到.工业上由硝基苯为原料,经联苯胺重排反应而来.,氢化偶氮苯,(重排),联苯胺,(6)重要联苯衍生物-联苯胺(4,4-二氨基联苯),萘的分子式C10H8,是最简单的稠环芳烃.萘是煤焦油中含量最多的化合物,约6%.(1)萘的结构、同分异构现象和命名,萘的结构与苯类似,是一平面环状分子,每个碳原子采取sp2杂化.10个碳原子处于同一平面,联接成两个稠合的六元环,8个氢原子也处于同
4、一平面.,A.萘的结构,7.2.1 萘及其衍生物,7.2 稠环芳烃,每个碳原子有一个未杂化的p轨道,这些轴平行的p轨道 侧面相互交盖,形成包含10个碳原子在内的分子轨道.在基态时,10个电子分别处在5个成键轨道上.所以萘分子没有一般的碳碳单键也没有一般的碳碳双 键,而是特殊的大键.由于电子的离域,萘具有255kJ/mol的共振能(离域能).,萘的分子轨道示意图,C.萘分子的共振结构式:,B.萘分子中碳碳键长(苯的键长均等):,(),(),(),0.142nm,0.137nm,0.139nm,0.140nm,或,由于键长不同,各碳原子的位置也不完全等同,其中 1,4,5,8四个位置是等同的,叫位
5、.2,3,6,7四个位置是等同的,叫位.,D.由于萘分子中碳原子不完全等性,需要标示碳原子 的不同位置.一般标示如下:,-氯萘,-氯萘,F.萘的二元取代物及命名,对甲基萘磺酸,1,5-二硝基萘,E.萘的一元取代物及命名,萘为白色晶体,熔点80.5,沸点218,有特殊气味(防蛀剂),易升华;不溶于水,易溶于热乙醇和乙醚.萘主要用于制造邻苯二甲酸酐.,萘的共振能为255kJ/mol,不是304 kJ/mol(苯的共振能为152kJ/mol),所以萘的稳定性比苯弱,萘比苯容易发生加成和氧化反应,萘的取代反应也比苯容易进行.(共振能越大,分子越稳定),(A)取代反应,萘可以起卤化,硝化,磺化等亲电取代
6、反应:,萘的位比位活性高,一般得到取代产物.,Why?,(2)萘的性质,萘的位取代时,中间体碳正离子的共振结构式:,*萘的位比位活性高的解释-苯环结构保持数,卤代反应,-溴萘,加热,问题:苯的溴代条件?,萘的位取代时,中间体碳正离子的共振结构式:,萘的硝化反应速度比苯的硝化要快几百倍.-硝基萘是黄色针状晶体,熔点61,不溶于水而溶于有机溶剂.常用于制备-萘胺(合成偶氮染料的中间体):,-硝基萘(79%),硝化-用混酸硝化,-萘胺,96%,85%,萘的磺化也是可逆反应.磺酸基进入的位置和反应温度有关.,磺化反应,注意反应条件(熟记),80,165,165,加热转化,-萘磺酸,-萘磺酸,-萘磺酸位
7、阻大,-萘磺酸位阻小,产物更稳定,磺酸基的空间位阻,位活泼反应速度快低温产物动力学控制,位稳定反应速度慢高温产物热力学控制,例:由-萘磺酸碱熔得到-萘酚,布赫雷尔反应-萘酚的羟基比较容易被氨基置换生成萘胺(可逆反应):,300,(-萘酚,-萘胺难于直接制备),利用-萘磺酸的性质制备萘的衍生物,利用该可逆反应,按照不同条件,可由萘酚制备萘胺,或由萘胺制萘酚.酚和萘胺都是合成偶氮染料重要的中间体.,例2:-萘胺制备-萘酚,水溶液,加热,萘比苯容易起加成反应:生成二氢化萘,1,4-二氢化萘,1,4-二氢化萘不稳定,与乙醇钠的乙醇溶液一起加热,容易异构变成1,2-二氢化萘:,(B)加成反应-氢化,加热
8、,1,2,3,4,1,2-二氢化萘,在更高温度下,用钠和戊醇使萘还原得四氢化萘.萘的催化加氢(反应条件不同,产物不同):,十氢化萘,四氢化萘,四氢化萘(萘满)-沸点270.2;十氢化萘(萘烷),沸点191.7.所以都是良好的高沸点溶剂.,生成(1,2,3,4-)四氢化萘和十氢化萘:,反式十氢化萘 沸点185,顺式十氢化萘 沸点194,可将一个环看成另一个环上的两个取代基:反式的两个取代基均为:e键 顺式的两个取代基为:一个为e键和一个a键 取代基在e键多的稳定,反式构象比顺式稳定.,十氢化萘的两种构象异构体,萘比苯容易氧化,不同条件下得到不同氧化产物例1:一个环被氧化成醌(-萘醌):,例2:一
9、个环在强烈氧化下破裂:,1,4-萘醌,邻苯二甲酸酐,邻苯二酸酐是许多合成树脂,增塑料,染料等的原料.,(C)氧化反应,V2O5(空气)400500,CrO3,CH3COOH1015,a.萘衍生物进行取代反应的定位作用比苯衍生物复杂.b.第二取代基的位置由原有取代基的性质和位置以及 反应条件来决定.但由于位的活性高,在一般条件下,第二取代基容易进入位.c.环上的原有取代基还决定第二取代基是“同环取代”还是“异环取代”.,(3)萘环的取代规律,由于邻、对位定位基能使与其连接的环活化,第二个取代基就进入该环,即发生“同环取代”.若原来取代基是在位,则第二取代基主要进入同环的另一位.,主要产物对羟基萘
10、磺酸,例:,(A)当第一个取代基是邻、对位定位基时:,(主要产物)10:1(次要产物),特例(不符合规律):,若原来取代基是在位,则第二取代基主要进入同环相邻的位.,间位定位基使与其连接的环钝化,第二个取代基便进入另一环上,发生“异环取代”;不论原有取代基是在位还是在位,第二取代基一般进入另一环上的位.,例2:,例1:,(B)当第一个取代基是间位定位基时,萘的反应总结,CrO3,CH3COOH1015,V2O5(空气)400500,Pt/H2,Ni/H2,Na/EtOH,165,65,165,1,4-二氢化萘,1,2-二氢化萘,1,4-萘醌,邻苯二甲酸酐,十氢化萘,四氢化萘,-萘磺酸,-萘磺酸
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 有机化学 徐寿昌 第二 章多环 芳烃
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5039271.html