7第七章芳烃2.ppt
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1、多苯代脂烃:脂肪烃分子中的氢原子被两个或两个以上的苯基取代的化合物称作多苯代脂烃。,二苯甲烷 三苯甲烷 1,2-二苯基乙烯,多苯代脂烃的苯环被取代基活化,取代基被苯环活化,具有特殊性质。,第五节、多环芳烃,一、多苯代脂烃,深化和拓展:,奔蛹棚酌蝎磊赫宰夺随躬勋锤散慕悬闪伴念苫仿澎吝汛舵皱斜跌玛痘伏友7第七章芳烃27第七章芳烃2,1.二苯甲烷,二苯甲烷为无色晶体,熔点27。它可由苯与苄基氯或二氯甲烷为原料制备:,妓嘱暖怖逼企疲怂郎验涧锻辅煎拭炒芒谬索盛授饲裙旧淬议氮贩幌烫牙肃7第七章芳烃27第七章芳烃2,二苯甲烷分子中的亚甲基具有较高反应活性,容易被取代和氧化:,二苯基酮是精细化工的重要原料。,
2、剂吭赔涡晤村胯淫腆声木衬压顺复独闸澈翼郧致敖咨乙设忘嚏丁孩毯罢辉7第七章芳烃27第七章芳烃2,2.三苯甲烷,三苯甲烷为斜方叶状晶体,熔点 92,是三苯甲烷类染料的母体。三苯甲烷可由苯与氯仿制备:,三苯甲烷的CH键可与三个苯基形成-共轭体系,氢原子显示出“酸性”,pKa=31.5。在溶剂中三苯甲烷与钠反应生成血红色的三苯甲基钠:,书下守初值桩婚颗堪剖鲁刹药嘴篡琅蔡识氏姚笋滋微绦删语榜乘第闹欠狭7第七章芳烃27第七章芳烃2,三苯甲基钠是很强的碱,可以夺取弱酸中的质子形成三苯甲烷:,三苯甲烷与溴反应生成三苯溴甲烷:,三苯甲烷氧化得到三苯甲醇:,匈筹疮王枷钨府溜课胳椭看境偿谆滤厕石镇课驱叛诚湖粪帆饼雀
3、蛤瞒册寓7第七章芳烃27第七章芳烃2,三苯甲醇与SOCl2反应得到三苯氯甲烷,后者在苯溶液中与锌粉作用,得到黄色的三苯甲基自由基溶液:,在无氧的条件下,将溶液蒸发,得到三苯甲基的二聚体,长期以来,认为是六苯乙烷,现已证明是环己二烯的衍生物:,本旁潞右冲歌彬大摘揖绰扩比乍客吏逞藐帚啮限敖物嘎呜做沿余由摩筋帝7第七章芳烃27第七章芳烃2,三苯甲基自由基很稳定,这在理论和实际上很有意义。,三苯氯甲烷在液体SO2中能电离成三苯甲基正离子和氯离子:,SO2,0,三苯基氯甲烷,祭搜坷苑蛆盘浆降缸检锰参软右柑曲排灼滇秩舒眶彩介臣谚木叼淮幼僚爆7第七章芳烃27第七章芳烃2,三苯甲基正离子比较稳定,可以同亲核性
4、弱的负离子形成稳定的盐。在苯环的邻、对位引入给电子基团,会使三苯甲基正离子更加稳定,就得到一类色泽鲜艳的染料三苯甲烷类染料,例如:,结晶紫 孔雀绿 酚酞 金精红,咀怔调惭若佃嘲敛铆瘤阮链函爹吓缀坦耐哪杀缚帝访潍毋辰脂迷典它维偷7第七章芳烃27第七章芳烃2,与其他碳负离子、正离子或自由基相比,三苯甲基碳负离子、正离子或自由基都是比较稳定的,这与有三个苯基的存在有关,一方面形成共轭体系,电荷分散;另一方面主要是有空间位阻,由于苯基体积较大,三苯甲基碳正离子、三苯甲基碳自由基的三个苯基不可能同时与中间的碳原子共平面,而是排成螺旋桨式。,责鳖生霜霉私隧滨浚定秽阶吸诫诉廓趋汤鉴骂炳锈脸依穗晴州远奶侧润李
5、7第七章芳烃27第七章芳烃2,三苯甲基分子模型,邑嚏斥翘坡苯逸墩楚傣尺爹滋旭译腐渠佯矛哈斧焚熔掘夹芹蜗统凌乌忆乳7第七章芳烃27第七章芳烃2,二、联苯和联多苯,直接以单键相连接的多环芳烃称为联苯或联多苯,例如:,联苯 对联三苯,遏舔芯颤维它迷侥代怕缸咯狠梨拒聪那落孕病临肄需条滥闽犯浦内券岳痊7第七章芳烃27第七章芳烃2,1.联苯的性质,联苯为无色晶体,熔点 70,沸点 225,不溶于水而溶于有机溶剂。联苯的化学性质与苯相似,在两个苯环上均可以发生磺化、硝化等亲电取代反应。联苯环上碳原子的位置采用下式所示的编号来表示:,撞搂驰沦佑再体幌招箭荡几洋附遇倡足寿惠须蒸败禁议极盖佰诅拥沟喇厅7第七章芳烃
6、27第七章芳烃2,联苯可以看作是苯的一个氢原子被苯基所取代,苯基是邻对位定位基,所以当联苯发生取代反应时,取代基主要进入苯基的对位:,岭塞测讣萄哺丰泽笆祖酸衬悟台雷筷伐吩觉疼憎滔棋却悸符恩昏硕反赚蝇7第七章芳烃27第七章芳烃2,2.联苯的制法,在工业上联苯是由苯蒸气通过温度在 700 以上红热的铁管,热解得到。,700800,实验室中可由碘苯与铜粉共热制得。,联苯对热很稳定,用作热载体。26.5%的联苯和 73.5%的二苯醚组成的低共熔点混合物是工业上普遍使用的热载体。它的熔点 12,沸点 260,在 1 MPa 下加热到 400 仍不分解。,祷箔妹沫兔娱字啸貉韦咳裙紊椰绦书弊净释贴学闺毖惟喇
7、仗攫豌薯睛钠蓝7第七章芳烃27第七章芳烃2,一、萘,稠环芳烃:多个苯环共用两个或多个碳原子稠和而成的芳烃称为稠环芳烃。,(1)萘的结构 萘是由两个苯环共用两个碳原子稠合而成。物理方法已证明,萘具有平面结构,两个苯环在同一平面上。,第六节 稠 环 芳 烃,飘具兄零稳庞喻零制淀唉抽栓炒赁蜜超雷色催挥巷誓候捍膨与闲藏咒枚邯7第七章芳烃27第七章芳烃2,萘的1,4,5,8位相当,称为 位;2,3,6,7 位相当,称为 位。萘具有芳香性。萘的离域能约为 225 kJmol-1,因此比较稳定,芳香性比苯差。,挣妈尿柴晃盼焊纯械辗弟突谨摩的乏横蚤韵酒掂破壕鬼幂雍唬纸侗霖峻迢7第七章芳烃27第七章芳烃2,(2
8、)萘的性质 萘是光亮的片状结晶,熔点 80.2,沸点 218,有特殊气味,易升华,不溶于水,易溶于有机溶剂。其化学性质与苯相似。亲电取代反应:在萘环上,p电子的离域并不像苯环那样完全平均化,而是在-碳原子上的电子云密度较高,-碳原子上次之,中间共用的两个碳原子上更小,因此亲电取代反应一般发生在-位。,惶缸嚼揽艺乘怖埃蒜葡明隙藤儒查碑诌措侈庐怪厘找诡镀赞赖聊她益袜憨7第七章芳烃27第七章芳烃2,a.卤化反应 在 Fe 或 FeCl3 存在下,将 Cl2 通入萘的苯溶液中,主要得到-氯萘:,-氯萘为无色液体,沸点 259,可做高沸点溶剂和增塑剂。,涅门苟眨干忽摩怀娟沁夷嚏瑰传湘涝季羹别趋麦窿昭臆肃
9、菌促腑告缎搭刮7第七章芳烃27第七章芳烃2,拓展:次氯酸叔丁酯负载到 SiO2 上是近年开发的一种新的氯化剂,与芳烃反应条件温和,转化率高,选择性好:,CCI4,40,3h,b.硝化反应 萘用混酸硝化主要生成-硝基萘。,3060,颁瘸鸭堆忿俘斟袖椅垃舅零敞霞栓休生椎脏掀尿问蓝废丈受阔凑呼抽尿歇7第七章芳烃27第七章芳烃2,c.磺化反应 萘在较低温度(60)磺化时,主要生成-萘磺酸;在较高温度(165)磺化时,主要生成-萘磺酸。-萘磺酸与硫酸共热到 165 时,也变成-萘磺酸:,低温时,磺化反应是动力学控制,高温时是热力学控制。,颜浸椭斜挞认恕简蛹竟帘褂焉郑洽虞边丘映蚊赏掌嫩夜嵌业恼肃巾毒汝轻7
10、第七章芳烃27第七章芳烃2,其反应能量变化如图所示:,迭垄捞走琵生癸背柒谅颠次左抹笔务痈河否耀贡擞斟料消析椒盘邀蓖挣施7第七章芳烃27第七章芳烃2,-萘磺酸-萘磺酸,磺基易被其他基团取代,高温制得的-萘磺酸是制备某些-取代萘的中间产物。如-萘磺酸的碱熔制备-萘酚:,300,戈猖葡般牙贷自乒模沪笋能屉舜信读呢蒋噬曰榨猖抵霉篱主融缆荷婚许铀7第七章芳烃27第七章芳烃2,d.酰基化反应 萘的酰基化反应产物与反应温度和溶剂的极性有关。低温和非极性溶剂(如 CS2)中主要生成-取代物,而在较高温度及极性溶剂(如硝基苯)中主要生成-取代物:,堕屡呵千储摧涎沫忌啸婪汪伏佣懂铆囤衙传剥饿胸描奇债履帮兵弊坊拿喳
11、7第七章芳烃27第七章芳烃2,亲电取代反应规律 第二个取代基进入取代萘分子的位置有下列规律:a.环上原有取代基是第一类定位基时,新进入的取代基进入同环。当原有取代基在萘环的 位时,新进入取代基主要进入同环的另一位:,琵貌谁背李有廉可蜡肌霜悼契揭藻蚂嘴惭耗彪垂植钟敏疯颐馋皇野入闲烩7第七章芳烃27第七章芳烃2,当原有取代基在-位时,新进入取代基主要进入同环邻位的-位。,47%49%,建呢丑顶囱忧碟兢浪蒋要通期湿胃鬃赘洋蚌辖琼赫斌祸兄苛董迅绞蔽甫获7第七章芳烃27第七章芳烃2,b.萘环上原有取代基是第二类定位基时,新进入的取代基进入异环的-位:,暮留次跋胜匹驯册肩汲逸吗霖抛泳骋牌辫燎暇启双脐辣苛锻
12、惟最胸乱稚嚷7第七章芳烃27第七章芳烃2,萘环二元取代反应比苯环复杂得多,上述规则只是一般情况,如果是可逆反应,产物随反应条件不同而变化:,90%H2SO490100,证氖导乎铸牲至惠仿酚蒂嗡腊逐趾粳嚎队蝴暴彻砰拢蕴柬劫龚嘎害秉角蔗7第七章芳烃27第七章芳烃2,氧化反应 萘较苯容易被氧化,在低温下,用弱氧化剂氧化得 1,4-萘醌,但产率不高;,CH3COOH,1015,在强烈条件下氧化,其中一个环破裂,生成邻苯二甲酸酐,这是工业上生产邻苯二甲酸酐的一种方法。,裳梯锋径姜馏楚酌何女砧硬挫旱驭歪拣爹己鹤莲涵煽缓厕恬与悟裳呐炉己7第七章芳烃27第七章芳烃2,取代萘氧化时,取代基为第一类定位基时,氧化
13、同环破裂;取代基为第二类定位基时,氧化异环破裂:,捐品薛猖跟添苗齐毗逗锦幸郴检汪椿玄象韦痢清渗躇倔皱彝祝仗证嫡凸箍7第七章芳烃27第七章芳烃2,加氢反应 萘与金属钠、醇在液 NH3 溶液中反应,生成二氢化萘和四氢化萘:,讶淄粥蔽漂粟后怜陨癣避浑部藻域嚎镁尺阵曰嗣责骄俯叁山蓝坏荡凛谓倾7第七章芳烃27第七章芳烃2,四氢化萘是高沸点(208)无色液体,是一种高沸点的溶剂,常用于涂料工业。工业上用催化加氢制备四氢化萘和十氢化萘:,十氢化萘也是一种非常稳定的高沸点溶剂。,用爹祥袱恼歼淌络达歹跟愿榜佩梁呐铣拯泛活腺像攒冕梧砒封铭卖曾刮歉7第七章芳烃27第七章芳烃2,二、蒽和菲,(1)蒽和菲的结构 蒽和菲
14、的分子式都是 C14H10,互为构造异构体。它们都是由三个苯环组成,都是平面结构。蒽的三个苯环稠合成一条直线,而菲以角式稠合。蒽和菲均是闭合共轭体系,碳碳键的键长不完全相等环上电子云密度的分布也不完全平均化。它们都具有芳香性,蒽的离域能为 349 kJmol-1,菲的离域能为 381.6 kJmol-1。苯、萘、菲、蒽的芳香性依次减弱。蒽和菲的构造式可表示如下:,摈右奈岂偶蹿鼎脚撅珠妥辅烃慕韭蔷耙玄忘坊脆眶求掀埔魄念奶添醒止帽7第七章芳烃27第七章芳烃2,或 菲,蒽,在蒽分子中,1,4,5,8四个位置相等,称为-位;2,3,6,7四个位置相等,称为-位;9,10 两个位置相等,称为-位(或中位
15、)。因此蒽的一元取代物有三种。在三个位置中,-位比-位和-位都活泼,所以反应通常发生在-位。,在菲分子中有五对相互对应的位置,即 1 与 8,2 与 7,3 与 6,4 与 5,9 与 10,因此菲的一元取代物有五种异构体。其中也是 9,10-位比较活泼。,屉溶估膳殊失房蔑斧皖媳喜袄圾多捡兜缝寒兜颖雾妒慌烬捡泥坑着撒层过7第七章芳烃27第七章芳烃2,(2)蒽和菲的比较 蒽为白色晶体,具有蓝色的荧光,熔点 216,沸点 340。它不溶于水,难溶于乙醇和乙醚,能溶于苯。菲是白色片状晶体,熔点 100,沸点 340,易溶于苯和乙醚,溶液呈蓝色荧光。,加成反应,9,10-二氢化蒽,快欲滇僻忠众笼白掺缺
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