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1、复习复习n n芳烃的反应芳烃的反应芳烃的反应芳烃的反应苯环上的亲电取代苯环上的亲电取代侧链的氧化反应侧链的氧化反应侧链的取代反应侧链的取代反应两类定位基两类定位基两类定位基两类定位基苯环上取代反应的定位规则苯环上取代反应的定位规则 O、NR2、NHR、OH、OCH3、NHCOCH3、OCOR、C6H5、R(CH3、C2H5)、H、X(F、Cl、I)等等N+R3、NO2、CN、COOH、SO3H、CHO、COR等等邻对位定位基(致活基)邻对位定位基(致活基)邻对位定位基(致活基)邻对位定位基(致活基)间位定位基(致钝基)间位定位基(致钝基)间位定位基(致钝基)间位定位基(致钝基)二取代苯的定位规
2、则二取代苯的定位规则二取代苯的定位规则二取代苯的定位规则 a).a).原有基团是同类时,以强者为主原有基团是同类时,以强者为主原有基团是同类时,以强者为主原有基团是同类时,以强者为主。定位能力:定位能力:定位能力:定位能力:邻对位定位基邻对位定位基邻对位定位基邻对位定位基间位定位基间位定位基间位定位基间位定位基b).b).原有基团不同类时,以邻对位定位基为主原有基团不同类时,以邻对位定位基为主原有基团不同类时,以邻对位定位基为主原有基团不同类时,以邻对位定位基为主当苯环上已有二个取代基时,第三个基团进入苯环位置主要同原来的两当苯环上已有二个取代基时,第三个基团进入苯环位置主要同原来的两当苯环上
3、已有二个取代基时,第三个基团进入苯环位置主要同原来的两当苯环上已有二个取代基时,第三个基团进入苯环位置主要同原来的两个取代基的性质决定。个取代基的性质决定。个取代基的性质决定。个取代基的性质决定。7.7 稠环芳烃 7.7.1 萘萘(1)萘的结构萘的结构X射线衍射结果:萘分子中,18个原子共平面。萘分子中亦有离域现象,单、双键键长趋于平均化萘分子中亦有离域现象,单、双键键长趋于平均化(但未完全平均化)。(但未完全平均化)。杂化轨道理论的解释:杂化轨道理论的解释:所以,萘的离域程度不及苯,芳香性不及苯,化学所以,萘的离域程度不及苯,芳香性不及苯,化学性质比苯活泼,更易进行亲电取代反应。(萘的键长性
4、质比苯活泼,更易进行亲电取代反应。(萘的键长数据也说明这一点)数据也说明这一点)萘的离域能为萘的离域能为255KJ/mol (苯的离域能为苯的离域能为152KJ/mol)(2)(2)萘的性质萘的性质 物理性质:物理性质:白色结晶,易升华,m.p85,b.p218。化学性质:萘比苯活泼,萘的化学性质:萘比苯活泼,萘的位更活泼。位更活泼。A亲电取代亲电取代 卤代:在氯化铁的作用下,将氯气通入熔融的萘中,主要得到在氯化铁的作用下,将氯气通入熔融的萘中,主要得到-氯萘:氯萘:萘进行溴化反应,主要产物也是萘进行溴化反应,主要产物也是-取代。取代。硝化:硝化:磺化:磺化:付氏反应付氏反应 酰基化反应:酰基
5、化反应:原因:原因:在极性溶剂中,酰基碳正离子与溶剂形成的溶剂化在极性溶剂中,酰基碳正离子与溶剂形成的溶剂化物体积较大。物体积较大。通常萘的烷基化反应产率较低,但下列反应具有实用通常萘的烷基化反应产率较低,但下列反应具有实用价值:价值:烷基化反应烷基化反应B B氧化反应氧化反应 不同的氧化条件,得不同的氧化产物。不同的氧化条件,得不同的氧化产物。不同的氧化条件,得不同的氧化产物。不同的氧化条件,得不同的氧化产物。氧化反应总是使电子云密度较大的环破裂:氧化反应总是使电子云密度较大的环破裂:C C还原反应还原反应 n n 采用采用BrichBrich还原,得到还原,得到1,4-1,4-二氢萘,它有
6、一个孤立双键,二氢萘,它有一个孤立双键,不被进一步还原:不被进一步还原:Brich还原用金属钠在液氨和乙醇的混合物中进行还原。在强烈条件下加氢,可得到四氢化萘或十氢化萘:以上的反应说明苯环有特殊的稳定性!以上的反应说明苯环有特殊的稳定性!(丙丙)萘环上二元取代反应的定位规则萘环上二元取代反应的定位规则 通过下列实例来说明萘环上的亲电取代反应规律。通过下列实例来说明萘环上的亲电取代反应规律。例3:7.8 芳香性芳香性 芳香性的三个标志:芳香性的三个标志:芳香性的三个标志:芳香性的三个标志:易易易易进进进进行行行行亲亲亲亲电电电电取取取取代代代代反反反反应应应应,不不不不易易易易加加加加成成成成、
7、氧氧氧氧化化化化,具具具具有有有有特特特特殊殊殊殊稳稳稳稳定性;定性;定性;定性;氢化热或燃烧热表明其有离域能;氢化热或燃烧热表明其有离域能;氢化热或燃烧热表明其有离域能;氢化热或燃烧热表明其有离域能;核磁共振谱中有环流效应。核磁共振谱中有环流效应。核磁共振谱中有环流效应。核磁共振谱中有环流效应。苯、萘、蒽、菲都含苯环,都有多个p轨道肩并肩形成的离域的大键,都有芳性;问题:有芳性的化合物一定要含有苯环吗?答案:不一定!平面结构的环状离域体系,如果其电子数符合休克尔(Hckel)规则,就具有芳香性。7.8.1 Hckel规则规则 休克尔(Hckel)规则:具有平面的离域体系的单具有平面的离域体系
8、的单环化合物,其环化合物,其电子数若为电子数若为4n+2(n=0,1,2,整数整数),就具有芳香性。,就具有芳香性。电子数的计算方法:电子数的计算方法:个个键为键为个碳正离子为个碳正离子为 个碳负离子为个碳负离子为 个碳自由基为个碳自由基为 个饱和碳原子为个饱和碳原子为 个个sp2杂化碳原子为杂化碳原子为7.8.2 非苯芳烃 芳香性的判断 非苯芳烃非苯芳烃非苯芳烃非苯芳烃符合符合符合符合HckelHckel规则,具有芳性,但又不含苯规则,具有芳性,但又不含苯规则,具有芳性,但又不含苯规则,具有芳性,但又不含苯环的烃。环的烃。环的烃。环的烃。(1)轮烯轮烯 轮烯轮烯单环共轭多烯,一般指成环碳原子
9、数单环共轭多烯,一般指成环碳原子数10的单环的单环共轭多烯。共轭多烯。(2)(2)芳香离子芳香离子 下列离子都具有平面结构,且下列离子都具有平面结构,且下列离子都具有平面结构,且下列离子都具有平面结构,且 电子数符合电子数符合电子数符合电子数符合HckelHckel规规规规则,具有芳香性:则,具有芳香性:则,具有芳香性:则,具有芳香性:具有芳香性的离子也属于非苯芳烃。具有芳香性的离子也属于非苯芳烃。(3)(3)并联环系并联环系 n n 与与萘萘、蒽蒽、菲菲等等稠稠环环化化合合物物相相似似,对对于于非非苯苯系系的的稠稠环环化化合合物物,如如果果考考虑虑其其成成环环原原子子的的外外围围 电电子子数
10、数,也也可可用用HckelHckel规则判断其芳香性。规则判断其芳香性。例如,下列分子是典型的非苯芳烃。其外围例如,下列分子是典型的非苯芳烃。其外围 电子数符合电子数符合HckelHckel规则,具有芳香性;也可将其看成是由环庚三烯规则,具有芳香性;也可将其看成是由环庚三烯正离子和环戊二烯负离子稠合而成:正离子和环戊二烯负离子稠合而成:(十一十一)多官能团化合物的命名多官能团化合物的命名 n n分子中含有两种或两种以上官能团的化合物称为多官分子中含有两种或两种以上官能团的化合物称为多官分子中含有两种或两种以上官能团的化合物称为多官分子中含有两种或两种以上官能团的化合物称为多官能团化合物。能团化
11、合物。能团化合物。能团化合物。n n命名时遵守命名时遵守命名时遵守命名时遵守官能团优先次序规则、最低系列原则和大官能团优先次序规则、最低系列原则和大官能团优先次序规则、最低系列原则和大官能团优先次序规则、最低系列原则和大小顺序规则小顺序规则小顺序规则小顺序规则。A.官能团优先次序规则:官能团优先次序规则:-COOH,-SO3H,-COOR,-COCl,-CONH2,-CN,-CHO,-COR,-OH(Ar),-NH2,-OR-X,-NO2,-R只能作取代基只能作取代基将排在前面的官能团做为母体;将排在前面的官能团做为母体;排在后面的官能团做为取代基。排在后面的官能团做为取代基。记忆方法:记忆方
12、法:羧基、磺酸、酯羧基、磺酸、酯,酰卤、酰胺、腈酰卤、酰胺、腈,醛基、酮基、醇羟基醛基、酮基、醇羟基,酚、巯、氨基、炔、烯、酚、巯、氨基、炔、烯、(氢)(氢),烷氧基烷氧基、烷基、卤素、烷基、卤素、硝基。硝基。B.B.最低系列原则:最低系列原则:n n选择含主官能团、取代基最多的最长碳链为主链,从选择含主官能团、取代基最多的最长碳链为主链,从选择含主官能团、取代基最多的最长碳链为主链,从选择含主官能团、取代基最多的最长碳链为主链,从靠近主官能团的一端开始编号。靠近主官能团的一端开始编号。靠近主官能团的一端开始编号。靠近主官能团的一端开始编号。n n编号时,要使取代基的位次和最小。编号时,要使取
13、代基的位次和最小。编号时,要使取代基的位次和最小。编号时,要使取代基的位次和最小。C.大小次序规则:大小次序规则:大小次序规则大小次序规则见见P25烯烃的烯烃的Z,E-命名法。命名法。有多个取代基或官能团时,其列出顺序遵守有多个取代基或官能团时,其列出顺序遵守“大大小次序规则小次序规则”,较小的基团先列出。,较小的基团先列出。例如:例如:3-甲基甲基-4-氯苯胺氯苯胺3-甲基甲基-4-羟基苯乙酮羟基苯乙酮4 4氯苯甲醛氯苯甲醛氯苯甲醛氯苯甲醛1,21,2二溴苯二溴苯二溴苯二溴苯3 3硝基苯甲酸硝基苯甲酸硝基苯甲酸硝基苯甲酸4-羟基羟基-5-溴溴-1,3-苯二磺酸苯二磺酸4-硝基硝基-3-氯苯甲
14、醛氯苯甲醛(三三三三)单环芳烃的来源单环芳烃的来源单环芳烃的来源单环芳烃的来源 (自学)(自学)(自学)(自学)(1)(1)从煤焦油分离从煤焦油分离从煤焦油分离从煤焦油分离 (2)从石油裂解产品中分离从石油裂解产品中分离石油裂解制乙烯、丙烯时的副产品。(3)芳构化芳构化环烷烃或烷烃在铂催化下脱氢形成芳烃。n n苯环上的亲电取代反应苯环上的亲电取代反应苯环上的亲电取代反应苯环上的亲电取代反应卤代反应卤代反应卤代反应卤代反应硝化反应硝化反应硝化反应硝化反应磺化反应磺化反应磺化反应磺化反应烷基化反应烷基化反应烷基化反应烷基化反应酰基化反应酰基化反应酰基化反应酰基化反应傅克反应傅克反应傅克反应傅克反应氯甲基化反应氯甲基化反应氯甲基化反应氯甲基化反应