第四章芳香烴ppt課件

1、第四章第四章 芳香烴芳香烴(Aromatic hydrocarbons)概述概述芳香烴是一切芳香化合物的母體，是有機化合物的芳香烴是一切芳香化合物的母體，是有機化合物的主要兩大類之一。由于芳香化合物的分子中都含有主要兩大類之一。由于芳香化合物的分子中都含有一個根本構(gòu)造一個根本構(gòu)造苯環(huán)苯環(huán)-C6H6， 因此將含有苯環(huán)因此將含有苯環(huán)的化合物稱為芳香化合物的化合物稱為芳香化合物芳香烴芳香烴 是指具有特定的環(huán)狀構(gòu)造是指具有特定的環(huán)狀構(gòu)造(環(huán)狀高度不飽和環(huán)狀高度不飽和)和特定的化學(xué)性質(zhì)芳香性的一類化合物和特定的化學(xué)性質(zhì)芳香性的一類化合物芳香性芳香性 易發(fā)生取代反響，不易發(fā)生加成反響，不易發(fā)生取代反響，不

2、易發(fā)生加成反響，不易氧化，不易開環(huán)的性質(zhì)易氧化，不易開環(huán)的性質(zhì)芳香烴的分類芳香烴的分類C H3CH苯及其同系物多核芳烴多苯脂烴聯(lián)苯類稠環(huán)芳烴非苯芳烴芳香烴不含苯環(huán)，但具有苯的特性“芳香性”的碳環(huán)化合物第一節(jié)第一節(jié) 單環(huán)芳烴單環(huán)芳烴第二節(jié)第二節(jié) 稠環(huán)芳烴與非苯芳烴稠環(huán)芳烴與非苯芳烴第一節(jié)第一節(jié) 單環(huán)芳烴單環(huán)芳烴一一 苯的構(gòu)造苯的構(gòu)造二二 單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名三三 單環(huán)芳烴的物理性質(zhì)單環(huán)芳烴的物理性質(zhì)四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)五五 苯環(huán)上親電取代的定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代的定位規(guī)律一一 苯的構(gòu)造苯的構(gòu)造 苯的特征苯的特征 分子式分子式C6H6，不飽和程度高，不飽和

3、程度高 芳香族化合物的特性芳香族化合物的特性 芳香性芳香性 苯環(huán)易取代，難加成，不易氧化苯環(huán)易取代，難加成，不易氧化 苯環(huán)具有特殊穩(wěn)定性苯環(huán)具有特殊穩(wěn)定性 苯的克庫勒苯的克庫勒Kekul構(gòu)造構(gòu)造1825年法拉弟年法拉弟(Faraday)從照明氣中分別得到苯從照明氣中分別得到苯18651899年，提出了各種構(gòu)造表達式年，提出了各種構(gòu)造表達式Kekul, 1865Dewar, 18661867Ladenburg, 1869Armstrong-Baeyer18871888 Claus , 1888Thiele , 1899Kekul 構(gòu)造式是最為人們所普遍接受的構(gòu)造式是最為人們所普遍接受的一一 苯的

4、構(gòu)造苯的構(gòu)造 苯的一取代物只需一種，闡明苯分子中的苯的一取代物只需一種，闡明苯分子中的6個氫原個氫原子是等同的子是等同的Kekul 苯苯共軛環(huán)己三烯共軛環(huán)己三烯BrBrBr克庫勒構(gòu)造式克庫勒構(gòu)造式1 克庫勒構(gòu)造式能解釋的景象克庫勒構(gòu)造式能解釋的景象一一 苯的構(gòu)造苯的構(gòu)造+ H2催化劑3Cl2hvC lC lC lC lC lC l 苯可以加氫復(fù)原為環(huán)己烷苯可以加氫復(fù)原為環(huán)己烷 在光照條件下，苯可以和在光照條件下，苯可以和3分子氯氣加成分子氯氣加成一一 苯的構(gòu)造苯的構(gòu)造2 克庫勒構(gòu)造式不能解釋的景象克庫勒構(gòu)造式不能解釋的景象 苯容易發(fā)生取代反響，卻難于發(fā)生加成和氧化反響苯容易發(fā)生取代反響，卻難于

5、發(fā)生加成和氧化反響 按照按照Kekul構(gòu)造式，鄰位二取代苯應(yīng)該有兩個異構(gòu)構(gòu)造式，鄰位二取代苯應(yīng)該有兩個異構(gòu)體，但實踐上只需一個體，但實踐上只需一個 BrBrBrBr一一 苯的構(gòu)造苯的構(gòu)造 苯的氫化熱遠低于環(huán)己三烯的苯的氫化熱遠低于環(huán)己三烯的 + H2+ H2催化劑催化劑+ H2催化劑120232208120 3 = 360 (kJ/mol)360 208 = 152 (kJ/mol) 苯的穩(wěn)定化能苯的穩(wěn)定化能氫化熱氫化熱( kJ/mol) 苯苯共軛環(huán)己三烯共軛環(huán)己三烯 一一 苯的構(gòu)造苯的構(gòu)造 苯的近代構(gòu)造實際苯的近代構(gòu)造實際近代物理方法近代物理方法(X-射線衍射、波譜法等射線衍射、波譜法等)對

6、苯構(gòu)造的研討結(jié)果對苯構(gòu)造的研討結(jié)果一一 苯的構(gòu)造苯的構(gòu)造 Robinson 1925年年建議用如下表達式建議用如下表達式分子中的碳原子都是分子中的碳原子都是sp2雜化，一切原子均同平面，雜化，一切原子均同平面，未參與雜化的未參與雜化的 P 軌都垂直于碳環(huán)所在的平面，彼此側(cè)軌都垂直于碳環(huán)所在的平面，彼此側(cè)面重疊，構(gòu)成一個環(huán)閉的共軛體系，由于共軛效應(yīng)使面重疊，構(gòu)成一個環(huán)閉的共軛體系，由于共軛效應(yīng)使電子高度離域，電子云完全平均化，故無單雙鍵之電子高度離域，電子云完全平均化，故無單雙鍵之分分雜化軌道實際解釋雜化軌道實際解釋一一 苯的構(gòu)造苯的構(gòu)造CH2(C6H5CH2-)芐基（苯甲基），用Bz表示苯基，

7、 用Ph或 表示芳烴分子去掉一個氫原子后剩下的基團稱為芳基芳烴分子去掉一個氫原子后剩下的基團稱為芳基Aryl用用Ar表示表示重要的芳基有重要的芳基有:二二 單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名重點重點/難點難點COOHSO3HCOORCOXCONH2CNCHOCOOHNH2ORR -X -NO2官能團順序官能團順序 見教材的見教材的P145二二 單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名ClNO2NOCH3氯 苯 硝 基 苯 亞 硝 基 苯 甲 苯Chlorobenzene nitrobenzene nitrosobenzene methylbenzene(Toluene)當(dāng)苯環(huán)上連有當(dāng)苯環(huán)

8、上連有-R，X，NO2，NO 等基團時，等基團時，那么以苯環(huán)為母體那么以苯環(huán)為母體 一取代苯的命名一取代苯的命名二二 單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名位于位于-R之前的基團之前的基團-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO，-CH=CH2或較復(fù)雜的或較復(fù)雜的-R與苯環(huán)相連時，那么把苯環(huán)作為取與苯環(huán)相連時，那么把苯環(huán)作為取代基代基COOHSO3HCHOOHNH2CH=CH2CH3-CH2-CH-C-CH2-CH3CH3CH3苯 甲 酸苯 磺 酸苯 甲 醛苯 酚苯 胺苯 乙 烯3 ， 3 -二 甲 基 -4 -苯 基 己 烷二二 單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名CH3CH

9、(CH2)4CH32苯基庚烷CH3CH2CHCHCH3CH32甲基3苯基戊烷CH2(CH2)5CH31苯基庚烷CHCH2苯 乙 烯Phenyl ethyleneCH2CH2CH1,2 二 苯 基 乙 烷 三 苯 基 甲 烷1,2-diphenylethane triphenylm ethane(Styrene)二二 單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名 二取代苯的命名二取代苯的命名 當(dāng)化合物分子中含當(dāng)化合物分子中含2個以上官能團和取代基時，按以個以上官能團和取代基時，按以下順序確定主官能團下順序確定主官能團COOHSO3HCOORCOXCONH2CNCHOCOOHNH2ORR見教材的見教材

10、的P145二二 單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名 -X -NO2CH3CH3CH3CH3CH3CH31 ,2 二 甲 苯 1 ,3 二 甲 苯 1 ,4 二 甲 苯鄰 二 甲 苯 間 二 甲 苯 對 二 甲 苯o rth o -X y len e m eta -X y len e p a ra -X y len e兩個取代基一樣兩個取代基一樣 1,2- o- 鄰；鄰；1,3- m- 間；間；1,4- p- 對對二二 單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名在在-OH之前的基團與苯環(huán)相連時，苯環(huán)作為取代基命名之前的基團與苯環(huán)相連時，苯環(huán)作為取代基命名在在-OH之后的基團與苯環(huán)相連時，那么

11、以苯環(huán)為母體命名之后的基團與苯環(huán)相連時，那么以苯環(huán)為母體命名多取代苯確定主官能團后，按最低系列原那么編號多取代苯確定主官能團后，按最低系列原那么編號選擇母體的順序如下：選擇母體的順序如下：兩個取代基不同兩個取代基不同OHClNH2SO3HCOOHNO2COOHNO2HONH2OCH3Cl對 氯 苯 酚對 氨 基 苯 磺 酸間 硝 基 苯 甲 酸3-硝 基 -5-羥 基 苯 甲 酸2-甲 氧 基 -6- 氯 苯 胺二二 單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名-N+R3 、 -COOH、 -SO3H、 -COOR酯、酯、 -COX酰鹵、酰鹵、 -CONH2酰胺、酰胺、 -CN、-CHO、 C=O

12、、 -OH、 -NH2、 -OR、 -R、 -X、 -NO2 等等ClOCH3BrNO22 氯 苯 甲 醚 1 硝 基 3 溴 苯ClNO2O2N1,4-二 硝 基 -2-氯 苯2-chloro-1,4-dinitrobenzene112212*多取代苯確定主官能團后，按最低系列原那么編多取代苯確定主官能團后，按最低系列原那么編號號-Cl -NO2-Br -NO2-OCH3 -Cl二二 單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名3三三 單環(huán)芳烴的物理性質(zhì)簡介單環(huán)芳烴的物理性質(zhì)簡介 來源之一：煤焦油的分餾來源之一：煤焦油的分餾煤隔絕空氣干餾10001300C焦炭 + 煤氣 + 煤焦油煤焦油分餾苯

13、+ 甲苯 + 二甲苯 + 苯酚 + 甲酚 + 萘煤焦油大約有煤焦油大約有350種不同的化合物種不同的化合物 ，從，從1000噸的煤噸的煤煉焦中，可得煉焦中，可得6.5噸苯、噸苯、0.6噸甲苯和二甲苯噸甲苯和二甲苯 在分餾中有約在分餾中有約40%的焦油經(jīng)分餾蒸出的焦油經(jīng)分餾蒸出(1) 80170 輕油輕油(12%) 苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯(2) 170215 酚油酚油(23%) 苯酚、甲酚、二甲酚苯酚、甲酚、二甲酚(3) 215230 萘油萘油(810%) 萘萘(4) 230290 洗滌油洗滌油(810%) 萘、苊、芴萘、苊、芴(5) 290350 蒽油蒽油(1825%) 蒽、菲殘留物

14、焦油瀝蒽、菲殘留物焦油瀝 青青(約約55%)三三 單環(huán)芳烴的物理性質(zhì)單環(huán)芳烴的物理性質(zhì) 來源之二：石油的芳構(gòu)化來源之二：石油的芳構(gòu)化Pt,H23H2Pt,環(huán) 化芳 構(gòu) 化Pt,H23H2Pt,環(huán) 化芳 構(gòu) 化CH3CH3CH3Pt,高 溫異 構(gòu) 化3H2Pt,芳 構(gòu) 化三三 單環(huán)芳烴的物理性質(zhì)單環(huán)芳烴的物理性質(zhì)單環(huán)芳烴普通為無色液體，比水輕，不溶于單環(huán)芳烴普通為無色液體，比水輕，不溶于水，溶于普通的有機溶劑水，溶于普通的有機溶劑 芳烴的熔點及沸點變化符合普通規(guī)律，在各芳烴的熔點及沸點變化符合普通規(guī)律，在各異構(gòu)體中，對稱性大者，熔點較高異構(gòu)體中，對稱性大者，熔點較高三三 單環(huán)芳烴的物理性質(zhì)單環(huán)芳

15、烴的物理性質(zhì)四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì) 從分子式看苯是一個高度不飽和化合物，但其與脂從分子式看苯是一個高度不飽和化合物，但其與脂肪族不飽和化合物相比有顯著的差別，苯的不飽和肪族不飽和化合物相比有顯著的差別，苯的不飽和性表現(xiàn)得極不顯著性表現(xiàn)得極不顯著 即使在加熱條件下苯也不與即使在加熱條件下苯也不與KMnO4反響反響 也不與也不與HBr、H2SO4等發(fā)生加成反響等發(fā)生加成反響 而是在催化作用下發(fā)生親電取代反響而是在催化作用下發(fā)生親電取代反響堅持苯的堅持苯的環(huán)體系不變，取代的結(jié)果是苯分子中的環(huán)體系不變，取代的結(jié)果是苯分子中的H被其它原被其它原子或基團子或基團-Cl、-NO2、-SO

16、3H等取代等取代1 硝化反響硝化反響濃 H N O3濃 H2S O4NO25 0 5 5 H2O9 8 硝基苯復(fù)原得苯胺硝基苯復(fù)原得苯胺NO2NH2Fe / H C l 親電取代反響親電取代反響四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)烷基苯繼續(xù)硝化比苯容易烷基苯繼續(xù)硝化比苯容易硝基苯繼續(xù)硝化比苯困難硝基苯繼續(xù)硝化比苯困難NO2NO2NO2NO2NO2發(fā)煙HNO3，H2SO4NO2濃發(fā)煙HNO3，H2SO4發(fā)煙95110間二硝基苯88%極少量CH3CH3NO2CH3CH3CH3NO2NO2NO2NO2NO2NO2混 酸混 酸混 酸306060110混 酸2， 4， 6-三 硝 基 甲 苯（ T

17、 N T ）四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)2 磺化反響磺化反響+H2SO4-SO3或 濃H2SO4 / 7525SO3H苯磺酸Benzenesulfonic acidYield 95SO3HSO3HSO3H發(fā)煙發(fā)煙H2SO4200以上以上CH3SO3HCH3CH3SO3H+ H2SO4濃+2H2O室溫室溫1 苯的磺化反響是可逆反響，在有機合成中運用廣泛苯的磺化反響是可逆反響，在有機合成中運用廣泛留意留意四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)H2NSO2NH2S u lfa n ila m id e對 氨 基 苯 磺 酰 胺 (磺 胺 )苯磺酸在稀酸溶液中加熱，磺酸基水解零落苯磺

18、酸在稀酸溶液中加熱，磺酸基水解零落SO3H+ H2OH2S O4+ H2S O4SO3H (1) N aO H (融 熔 )(2) H3O+OH苯磺酸與苯磺酸與NaOH在在300下加熱得苯酚下加熱得苯酚芳香磺酸是染料、醫(yī)藥工業(yè)重要的中間體芳香磺酸是染料、醫(yī)藥工業(yè)重要的中間體逆反響逆反響四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)3 鹵化反響鹵化反響+ B r2FeB r3或 FeBr+ H B rB rom obenzene80%+ X2FeX3或 FeX+ H X反 應(yīng) 活 性 ：F2 C l2 B r2 I2+ C l2FeC l3或 FeCl+ H C lC hlorobenzene86%

19、四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)親電取代反響機理親電取代反響機理硝化、磺化、鹵化硝化、磺化、鹵化親電試劑進攻苯環(huán)的親電試劑進攻苯環(huán)的鍵，和苯構(gòu)成鍵，和苯構(gòu)成-配合物，配合物，-配合物仍堅配合物仍堅持苯環(huán)的構(gòu)造持苯環(huán)的構(gòu)造-配合物中的親電試劑奪得兩個電子，與苯環(huán)的一個碳原子配合物中的親電試劑奪得兩個電子，與苯環(huán)的一個碳原子結(jié)合構(gòu)成結(jié)合構(gòu)成-配合物，這時環(huán)上的這個碳原子脫離了共軛體系，配合物，這時環(huán)上的這個碳原子脫離了共軛體系，并由并由SP2雜化轉(zhuǎn)變?yōu)殡s化轉(zhuǎn)變?yōu)镾P3雜化，苯環(huán)上的另外雜化，苯環(huán)上的另外5個碳原子構(gòu)成個碳原子構(gòu)成一非閉合的一非閉合的4電子的大電子的大鍵并帶一個正電荷鍵并帶

20、一個正電荷-配合物是整個反響的中間體，其很不穩(wěn)定，一但構(gòu)成立刻配合物是整個反響的中間體，其很不穩(wěn)定，一但構(gòu)成立刻進展下一步反響，即進展下一步反響，即-配合物脫去配合物脫去H+，H+離去時，將一對電離去時，將一對電子留給碳原子，這個碳原子由子留給碳原子，這個碳原子由SP3雜化變回雜化變回SP2雜化，恢復(fù)雜化，恢復(fù)6個個電子的閉合共軛體系，完成整個親電取代反響電子的閉合共軛體系，完成整個親電取代反響.重點重點/難點難點Br2FeBr3HBrFeB r4-Br+HClFeBr3Br-Br絡(luò) 合 物絡(luò) 合 物 -配合物配合物 -配合物中間體配合物中間體I2 + 2 Cu2+2 I+ + 2 Cu+ I

21、+ (I2 + CuCl2)IHII碘代普通不易進展，只需在氧化劑存在下，才干進展碘代普通不易進展，只需在氧化劑存在下，才干進展四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)4 付瑞德付瑞德-克拉夫茨反響克拉夫茨反響 Friedel-Crafts 在無水在無水AlCl3的催化下，芳環(huán)上的氫原子可以被烷基的催化下，芳環(huán)上的氫原子可以被烷基或?；〈?，稱為芳烴的烷基化和?；错?，是或?；〈?，稱為芳烴的烷基化和酰基化反響，是有機合成中在苯環(huán)上引入側(cè)鏈烷基、?；囊挥袡C合成中在苯環(huán)上引入側(cè)鏈烷基、?；囊粋€重要方法個重要方法催化劑無水催化劑無水AlCl3、FeCl3、ZnCl2、SnCl4、BF3等等

22、烷基化劑烷基化劑 RX鹵代烴、鹵代烴、ROH醇、烯烴、醇、烯烴、ROR醚醚?；瘎；瘎?RCOX酰鹵、酰鹵、RCOOCOR酸酐酸酐四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)(1) 烷基化反響烷基化反響烷基化劑烷基化劑 RX鹵代烴、鹵代烴、ROH醇、烯烴、醇、烯烴、ROR醚醚2四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)CH2CH3+ CH3CH2BrAlCl3+ HBrCH(CH3)2+ (CH3)CHClAlCl3+ HClClCH2CHCl不反應(yīng)催化劑 Lewis 酸FeCl3, SnCl4, ZnCl2HF, H2SO4, H3PO4, BF3付付-克烷基化、?；错懲瑯幼裾沼H電取代

23、反響機理克烷基化、酰基化反響同樣遵照親電取代反響機理(CH3)2CH+(CH3)2CHCl(CH3)2CH Br2FeBr3HBrFeBr4-Br+HClFeBr3Br-Br 絡(luò)合物 絡(luò)合物-配合物配合物 -配合物中間體配合物中間體四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)CH(CH3)2H (C H3)C H C l + A lC l3 (C H3)C H A lC l4 (C H3)C H A lC l4+HCH(CH3)2222CH(CH3)2+ CH3CH2CH2ClAlCl3+ HClCH2CH2CH3+30%70%C H3C H2C H2C lA lC l3+C H3C H C H

24、2HC H3C H C H32 -R的的C3時，能夠發(fā)生重排反響，且重排產(chǎn)物為主產(chǎn)物時，能夠發(fā)生重排反響，且重排產(chǎn)物為主產(chǎn)物留意留意四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)為什么？為什么？CH2CH3+ CH3CH2OHAlCl3+ H2OH2SO4CH2CH2+HCl95CH2CH3AlCl3CH3CHCH2+HCl95CH(CH3)2烷基化試劑除鹵代烴外，還可以用醇、烯烴等烷基化試劑除鹵代烴外，還可以用醇、烯烴等CH3CCH2+C(CH3)3CH3H2SO4(CH3)3COH四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)(2) ?；错戸；错懼苽浞枷阃苽浞枷阃狝lCl3+ RCClO

25、CRO+ H Cl(RCO )2OAlCl3+ CH3CClOCCH3O+ HCl80Acetyl chlorideAcetophenone乙 酰 氯苯 乙 酮?；瘎；瘎?RCOX酰鹵、酰鹵、RCOOCOR酸酐酸酐四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)3 當(dāng)苯環(huán)上曾經(jīng)有一個硝基時，不發(fā)生付當(dāng)苯環(huán)上曾經(jīng)有一個硝基時，不發(fā)生付-克反響克反響 ，見教材，見教材P93留意留意RCClO+ A lC l3RCO+ A lC l4RCO+CROCROH+H反響機理反響機理四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)苯環(huán)易取代難加成，但并不是絕對的，在特定條件苯環(huán)易取代難加成，但并不是絕對的，在特定

26、條件下，也能發(fā)生某些加成反響下，也能發(fā)生某些加成反響1 加氫加氫2 加氯加氯 + 3H2Ni，180250P+ 3Cl250光HHHClClCl六六六 對人畜有害，世界禁用，我國從83 年禁用。HHHClClCl 加成反響加成反響四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì) 氧化反響氧化反響+ O2V2O5400 500 順 丁 烯 二 酸 酐OOO+ C O2 + H2O K M nO4 或 K2C r2O7 / H+M aleic anhydride1 苯環(huán)的氧化苯環(huán)的氧化四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)留意：特定的反響條件留意：特定的反響條件2 側(cè)鏈氧化側(cè)鏈氧化有有-H時側(cè)鏈易被

27、氧化成羧酸時側(cè)鏈易被氧化成羧酸CH3CH2CH3CH(CH3)2K M nO 4CO2HC(CH3)3K M nO 4不論烴基長短，均氧化成羧酸；但與苯環(huán)相不論烴基長短，均氧化成羧酸；但與苯環(huán)相連的連的-C上無上無H原子時，該側(cè)鏈不能被氧化原子時，該側(cè)鏈不能被氧化四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)OOOCH3CH(CH3)2K M nO 4CO2HCO2H+ O2V2O5480 CH3CH3鄰 苯 二 甲 酸 酐假設(shè)兩個烴基處在鄰位，氧化的最后產(chǎn)物是酸假設(shè)兩個烴基處在鄰位，氧化的最后產(chǎn)物是酸酐酐四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì) -H的鹵代反響的鹵代反響 CH3+ Cl2hvC

28、H2ClCH2CH3+ Br2hvCHCH3Br或 高 溫或 高 溫在高溫或光照下，烷基苯與氯反響，不是在苯環(huán)在高溫或光照下，烷基苯與氯反響，不是在苯環(huán)上，而是上，而是-H被取代被取代四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)CH3ClCH3CH3Cl+ 2Cl2+2HClFe室溫室溫ClClClClCl+ 2Cl2+2HClFeCH2ClCH3+ Cl2+HClh一鹵代苯在催化、強反響條件下得二鹵代苯一鹵代苯在催化、強反響條件下得二鹵代苯烷基取代苯更易發(fā)生鹵代烷基取代苯更易發(fā)生鹵代 留意反響條件的變化留意反響條件的變化 但無催化劑時，不是二鹵代而是但無催化劑時，不是二鹵代而是-H的取代的取代

29、四四 單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)作業(yè)：作業(yè)：1.姓名、學(xué)號必需寫；且寫在最上端！姓名、學(xué)號必需寫；且寫在最上端！ 2.按學(xué)號排好再交！按學(xué)號排好再交！ 3.先看書、再做作業(yè)！先看書、再做作業(yè)！ 4.獨立完成作業(yè)！獨立完成作業(yè)！做任何事情，態(tài)度決議成?。褐\事在人、成事在天做任何事情，態(tài)度決議成?。褐\事在人、成事在天五五 苯環(huán)上親電取代的定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代的定位規(guī)律 定位效應(yīng)定位效應(yīng)(Orientation)一取代苯有兩個鄰位，兩個間位一取代苯有兩個鄰位，兩個間位和一個對位，在發(fā)生一元親電取和一個對位，在發(fā)生一元親電取代反響時，都可接受親電試劑進代反響時，都可接受親電試劑進攻，從前面

30、的性質(zhì)討論可知，原攻，從前面的性質(zhì)討論可知，原有取代基不同，發(fā)生親電取代反有取代基不同，發(fā)生親電取代反響的難易不同，第二個取代基進響的難易不同，第二個取代基進入苯環(huán)的相對位置也不同入苯環(huán)的相對位置也不同CH3重點重點/難點難點NO2NO2NO2NO2NO2發(fā)煙HNO3，H2SO4NO2濃發(fā)煙HNO3，H2SO4發(fā)煙95110間二硝基苯88%極少量CH3CH3NO2CH3CH3CH3NO2NO2NO2NO2NO2NO2混酸混酸混酸306060110混酸2，4，6-三硝基甲苯（TNT）任何銜接在苯環(huán)上的基團都影響苯環(huán)的反響活性，并能決議任何銜接在苯環(huán)上的基團都影響苯環(huán)的反響活性，并能決議取代反響中

31、新導(dǎo)入取代基的位置，也影響著親電取代反響的取代反響中新導(dǎo)入取代基的位置，也影響著親電取代反響的難易。把原有取代基決議新取代基進入苯環(huán)位置的作用稱為難易。把原有取代基決議新取代基進入苯環(huán)位置的作用稱為取代基的定位效應(yīng)取代基的定位效應(yīng)五五 苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律 定位基定位規(guī)律的實際解釋定位基定位規(guī)律的實際解釋構(gòu)造特征構(gòu)造特征 基團中與苯環(huán)直接相連的原子，普通只存在單基團中與苯環(huán)直接相連的原子，普通只存在單鍵，且大多數(shù)帶有未共用電子對鍵，且大多數(shù)帶有未共用電子對 O、N等等 或是斥電子或是斥電子基團基團-R，可產(chǎn)生，可產(chǎn)生P-共軛或斥電子誘導(dǎo)效應(yīng)共軛或斥電子誘導(dǎo)效應(yīng)+I，使，

32、使苯環(huán)上的電子密度添加而使環(huán)致活，且苯環(huán)上的各個碳原苯環(huán)上的電子密度添加而使環(huán)致活，且苯環(huán)上的各個碳原子呈電子密度稀密交替景象，即鄰、對位上的電子密度較子呈電子密度稀密交替景象，即鄰、對位上的電子密度較高，親電試劑易進攻，稱高，親電試劑易進攻，稱1 鄰對位定位基鄰對位定位基-NR2 -NHR -NH2 -OH -OR -NHCOR -C6H5 -R -X五五 苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律O H:C H3P-+I見教材見教材P94 表表4-3強強 弱弱 鄰對位定位基，使苯環(huán)活化鄰對位定位基，使苯環(huán)活化(除鹵原子除鹵原子)，添加，添加環(huán)上的電子密度，有利于苯的親電取代反響，環(huán)上的電

33、子密度，有利于苯的親電取代反響，稱為活化基團稱為活化基團IIII 類定位基II 類定位基-NR2 -NHR -NH2 -OH -OR -NHCOR -C6H5 -R -X五五 苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律帶有未共用電子對的原子是鄰、對位定位基致活基團帶有未共用電子對的原子是鄰、對位定位基致活基團YYYY87經(jīng)過經(jīng)過p-共軛，可構(gòu)成共軛的大共軛，可構(gòu)成共軛的大鍵鍵五五 苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律CH3A lC l3CH3CH3+21.000CH3A lC l3CH3CH3+21.0170.9991.011Cl0.9720.8840.9572 間位定位基間位定位基

34、構(gòu)造特征構(gòu)造特征 間位定位基都是吸電子基團，或與苯環(huán)直接相連間位定位基都是吸電子基團，或與苯環(huán)直接相連的原子普通都有重鍵，從而產(chǎn)生吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)的原子普通都有重鍵，從而產(chǎn)生吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)-I或或-共軛效應(yīng)，降低了苯環(huán)上的電子密度而使環(huán)鈍化，稀密交共軛效應(yīng)，降低了苯環(huán)上的電子密度而使環(huán)鈍化，稀密交替的結(jié)果，間位上的電子密度較高，親電試劑易進攻，稱替的結(jié)果，間位上的電子密度較高，親電試劑易進攻，稱五五 苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律-N+R3 NO2 CN COOH CHO SO3H COOR COR N O2-IC HO=- 間位定位基，使苯環(huán)鈍化，降低環(huán)上的電子密度間位定位基

35、，使苯環(huán)鈍化，降低環(huán)上的電子密度，不利于苯的親電取代反響，稱為鈍化基團，不利于苯的親電取代反響，稱為鈍化基團IIII 類定位基II 類定位基-N+R3 NO2 CN COOH CHO SO3H COOR COR 硝基屬強吸電子基團，存在強的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)硝基屬強吸電子基團，存在強的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng) -I ，而且由于而且由于N=O雙鍵與環(huán)的大雙鍵與環(huán)的大鍵直接相連，構(gòu)成了鍵直接相連，構(gòu)成了-共軛共軛體系致鈍基團體系致鈍基團NH2CNH HHOO88CH3A lC l3CH3CH3+21.000濃 H N O3濃 H2S O4NO25 0 5 5 H2O9 8 0.7900.7050.720經(jīng)過經(jīng)過

36、-共軛，可構(gòu)成共軛的大共軛，可構(gòu)成共軛的大鍵鍵五五 苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律NH2CNHHHOO-N+R3 NO2 CN COOH CHO SO3H COOR COR 鄰、對鄰、對 鄰、對鄰、對 間間 五五 苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律-NR2 -NHR -NH2 -OH -OR -NHCOR -C6H5 -R -XP- +I - CH3+ 濃 H2SO4CH3CH3CH3SO3HSO3HSO3H+0 50% 43% 4%100 13% 79% 8% 影響定位效應(yīng)的要素影響定位效應(yīng)的要素1 溫度的影響溫度的影響反響溫度升高，鄰位產(chǎn)物減少，對位產(chǎn)物增多反響溫度

37、升高，鄰位產(chǎn)物減少，對位產(chǎn)物增多五五 苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律RH2SO4RRRNO2NO2NO2+R = C H3 58.4% 37.2% 4.4%C H2C H3 45.0% 48.5% 6.5%H N O3C H(C H3)2 30.0% 62.5% 7.7%C(C H3)3 15.8% 72.7% 11.5%2 空間效應(yīng)的影響空間效應(yīng)的影響取代基體積增大，鄰位產(chǎn)物減少，對位產(chǎn)物增多取代基體積增大，鄰位產(chǎn)物減少，對位產(chǎn)物增多五五 苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律CH3CH3CH3CH3RRR+R = C H3 5 3 .8 % 2 8 .8 % 1 7 .

38、3 %C H2C H3 4 5 % 2 5 % 3 0 %C H(C H3)2 3 7 % 3 2 .7 % 2 9 .8 %C(C H3)3 0 % 9 3 % 7 %R XA lC l33 試劑的體積試劑的體積試劑試劑-R體積增大，鄰位產(chǎn)物減少，對位產(chǎn)物增多體積增大，鄰位產(chǎn)物減少，對位產(chǎn)物增多五五 苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律取代基與試劑體積都取代基與試劑體積都大時，鄰位產(chǎn)物極少大時，鄰位產(chǎn)物極少C(CH3)3C(CH3)3H2S O4SO3HClClH2S O4-S O3SO3HBrBrSO3H1 0 0 %1 0 0 %1 0 0 %H2S O4-S O3五五 苯環(huán)上親

39、電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律總結(jié)：高溫、取代基體積大、試劑體積大位阻效應(yīng)總結(jié)：高溫、取代基體積大、試劑體積大位阻效應(yīng)均有利于對位取代均有利于對位取代 C H OO HC H3N O21 取代基不同取代基不同 兩取代基定位效應(yīng)不同，由鄰對位基團決議第三兩取代基定位效應(yīng)不同，由鄰對位基團決議第三個基團進入的位置個基團進入的位置 二元取代物的定位效應(yīng)二元取代物的定位效應(yīng)鄰鄰間間鄰鄰間間五五 苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律CH3NH2CO2HNO2服 從 較 強 取 代 基 的 定 位CH3Cl定 位 能 力 差 不 多 時兩 者 都 有2 取代基一樣取代基一樣 兩個取代基一樣，

40、定位效應(yīng)受致活才干強或致鈍兩個取代基一樣，定位效應(yīng)受致活才干強或致鈍才干強的基團控制才干強的基團控制(誰強依誰誰強依誰)強強強強五五 苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律OHClOCH3CH3NH2ClCOOHNO2-OH -ClCH3O- -CH3-NH2 -Cl-NO2 -COOH定位基強弱同種定位基，誰強依誰同種定位基，誰強依誰異種定位基，由鄰、對位定位基決議異種定位基，由鄰、對位定位基決議五五 苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律 定位規(guī)律的運用定位規(guī)律的運用NO2Cl(1)A： (1) 硝 化 (2) 氯 代B ： (1) 氯 代 (2) 硝 化HNO3H2SO4NO

41、2Cl2FeCl3NO2ClNO2( 2)ClA： ( 1) 硝化 ( 2) 氯代B： ( 1) 氯代 ( 2) 硝化五五 苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律H N O3H2S O4NO2Cl2F e C l3NO2ClNO2( 2 )ClA ： ( 1 ) 硝化 ( 2 ) 氯代B ： ( 1 ) 氯代 ( 2 ) 硝化HNO3H2SO4Cl2FeCl3ClNO2ClCO2H( 3)NO2A： ( 1) 硝化 ( 2) 氧化B： ( 1) 氧化 ( 2) 硝化CH3五五 苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律HNO3H2SO4Cl2FeCl3ClNO2ClCO2H( 3)NO

42、2A： ( 1) 硝化 ( 2) 氧化B： ( 1) 氧化 ( 2) 硝化CH3CH3HNO3H2SO4CH3NO2KMnO4CO2HNO2Cl( 4)SO3HNO2五五 苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律CH3HNO3H2SO4CH3NO2KMn O4CO2HNO2Cl( 4)SO3HNO2五五 苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律思索？思索？A: 硝化硝化 氯代氯代 磺化磺化B: 氯代氯代 硝化硝化 磺化磺化C: 硝化硝化 磺化磺化 氯代氯代D: 氯代氯代 磺化磺化 硝化硝化1.明確各基團屬哪類明確各基團屬哪類2.同類基團比大小同類基團比大小H2SO4Cl2FeCl3Cl

43、H2SO4-SO3ClSO3HClSO3HNO2發(fā)煙HNO3五五 苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律第二節(jié)第二節(jié) 稠環(huán)芳烴與非苯芳烴稠環(huán)芳烴與非苯芳烴 聯(lián)苯的構(gòu)造聯(lián)苯的構(gòu)造HHHH1 1223344556690一一 聯(lián)苯聯(lián)苯(Biphenyl) 了解內(nèi)容了解內(nèi)容 聯(lián)苯的命名聯(lián)苯的命名對聯(lián)三苯對聯(lián)三苯 對聯(lián)四苯對聯(lián)四苯4-4-苯基聯(lián)苯苯基聯(lián)苯 4,4- 4,4-二苯基聯(lián)苯二苯基聯(lián)苯H2NN H2聯(lián)苯胺聯(lián)苯胺 4,4-4,4-二氨基聯(lián)苯二氨基聯(lián)苯 3- 3-苯基聯(lián)苯苯基聯(lián)苯 一一 聯(lián)苯聯(lián)苯二二 稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴碳原子都是碳原子都是SP2雜化，一切的雜化，一切的P軌道都相互從側(cè)面軌道都相互

44、從側(cè)面重疊而構(gòu)成閉合共軛體系，但是各重疊而構(gòu)成閉合共軛體系，但是各 P 軌道相互重軌道相互重疊的程度不同，疊的程度不同，電子的分布不像苯那么均勻，碳電子的分布不像苯那么均勻，碳碳鍵長也就不完全相等，因此，它們的芳香性都碳鍵長也就不完全相等，因此，它們的芳香性都不及苯不及苯 萘萘 (Naphthalene)位：位：1、4、5、8位位: 2、3、6、71.424 A1.365 A1.404 A1.393 A苯 的 碳 碳 鍵 1.397 A12345678910按照順時針或逆時針方向不斷編完按照順時針或逆時針方向不斷編完環(huán)上有兩個取代基，編號遵照官能團優(yōu)先次序規(guī)那么、環(huán)上有兩個取代基，編號遵照官能

45、團優(yōu)先次序規(guī)那么、最低序列原那么最低序列原那么B rSO3H 7-溴溴-1- 萘磺酸萘磺酸 7-溴溴-萘磺酸萘磺酸 1 萘的命名萘的命名二二 稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)，隨著芳香性的下降，穩(wěn)定性稠環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)，隨著芳香性的下降，穩(wěn)定性逐漸下降，化學(xué)活性逐漸加強逐漸下降，化學(xué)活性逐漸加強氧化反響、復(fù)原反響、加成反響越來越易進展氧化反響、復(fù)原反響、加成反響越來越易進展親電取代反響活性相對逐漸減小親電取代反響活性相對逐漸減小50 70 HNO3/HOAc-Ac2ONO2NO2+10 ：1BrBr2 , Fe+ HBr75%2 萘的親電取代反響萘的親電取代反響二二 稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴SO3H

46、H2S O4SO3H6 0 1 6 0 1 6 0 磺化反響的產(chǎn)物與反響溫度有關(guān)，低溫時多為磺化反響的產(chǎn)物與反響溫度有關(guān)，低溫時多為-萘磺酸，較高溫度時主要是萘磺酸，較高溫度時主要是-萘磺酸，萘磺酸，-萘磺酸萘磺酸在硫酸里加熱到在硫酸里加熱到165時，大多數(shù)轉(zhuǎn)化為時，大多數(shù)轉(zhuǎn)化為-萘磺酸萘磺酸 萘的磺化反響萘的磺化反響80165二二 稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴165 萘的氧化反響萘的氧化反響CrO3HOAc25 O2 , V2O5OOOOO1822%+ CO2+ H2O500 1,4-萘醌萘醌二二 稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴鄰苯二甲酸酐鄰苯二甲酸酐萘的氧化比苯容易，反響條件不同，產(chǎn)物不同萘的氧化比苯容易，反響條件

47、不同，產(chǎn)物不同 萘的復(fù)原反響萘的復(fù)原反響二二 稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴萘比苯易催化氫化萘比苯易催化氫化 + 3H2Ni，180250PH2，Ni1.2*106PaH2四氫萘四氫萘 十氫萘十氫萘 蒽和菲蒽和菲123456789101123456789102345678910蒽菲二二 稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴芳香性比萘還差，芳香性比萘還差，9、10兩位特別活波，帶有烯烴兩位特別活波，帶有烯烴的性質(zhì)，這兩位易發(fā)生加成和氧化反響的性質(zhì)，這兩位易發(fā)生加成和氧化反響位：位： 1、4、5、8 位：位： 2、3、6、7 位：位：9、10OOSO3H 2- 2-蒽醌磺酸蒽醌磺酸 - -蒽醌磺酸蒽醌磺酸二二 稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴B

48、r2F eBrNO2COCH3SO3HH N O3A c2OC H3C O C lA lC l3H2S O4-S O3蒽、菲的親電取代主要在蒽、菲的親電取代主要在9/10位，磺化反響那么發(fā)生位，磺化反響那么發(fā)生在在位，主要是空間位阻作用位，主要是空間位阻作用二二 稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴致癌芳烴致癌芳烴5,10-5,10-二甲基二甲基-1,2-1,2-苯并蒽苯并蒽 苊苊 1,2,5,6- 1,2,5,6-二苯并蒽二苯并蒽 C H3C H3C H31,2,3,4-1,2,3,4-二苯并菲二苯并菲 2- 2-甲基甲基-3,4-3,4-苯并菲苯并菲 1,2- 1,2-苯并芘苯并芘CH3芘 (Pyrene)3

49、,4-苯 并 芘2-甲 基 -3,4苯 并 菲 -1,2,5,6-二 苯 并 蒽芘芘二二 稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴三三 非苯芳烴非苯芳烴 芳香性與休克爾芳香性與休克爾4n+2規(guī)那么規(guī)那么1 芳香性芳香性構(gòu)造特點構(gòu)造特點 碳原子以碳原子以sp2雜化構(gòu)成環(huán)狀化合物，雜化構(gòu)成環(huán)狀化合物，成環(huán)原子共平面，構(gòu)成閉合環(huán)狀大成環(huán)原子共平面，構(gòu)成閉合環(huán)狀大鍵環(huán)閉共鍵環(huán)閉共軛體系，軛體系， 電子數(shù)符合電子數(shù)符合4n+2規(guī)那么規(guī)那么化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 易親電取代，不易加成易親電取代，不易加成休克爾規(guī)那么休克爾規(guī)那么一個單環(huán)化合物，只需它具有平面的閉合共軛體系，一個單環(huán)化合物，只需它具有平面的閉合共軛體系，且它的且它的電子數(shù)

50、為電子數(shù)為4n+2n0、1、2、，這個，這個化合物就具有芳香性，這就是休克爾規(guī)那么化合物就具有芳香性，這就是休克爾規(guī)那么a 成環(huán)原子共平面成環(huán)原子共平面b 環(huán)狀閉合共軛體系環(huán)狀閉合共軛體系c 環(huán)上環(huán)上電子數(shù)為電子數(shù)為4n+2 (n= 0、1、2、3)符合上述三個條件的環(huán)狀化合物單環(huán)多烯或單環(huán)符合上述三個條件的環(huán)狀化合物單環(huán)多烯或單環(huán)多烯的離子，就有芳香性多烯的離子，就有芳香性三三 非苯芳烴非苯芳烴個 電 子n = 1個 電 子n = 2610有芳香性！有芳香性！三三 非苯芳烴非苯芳烴有芳香性嗎？有芳香性嗎？ 常見的非苯芳烴常見的非苯芳烴1 環(huán)丙烯正離子環(huán)丙烯正離子環(huán)丙烯有沒有芳香性？環(huán)丙烯有沒

51、有芳香性？ 環(huán)丙烯正離子有沒有芳香性？環(huán)丙烯正離子有沒有芳香性？三三 非苯芳烴非苯芳烴 板書板書詳細講解詳細講解 教材教材P1022 環(huán)戊二烯負離子和環(huán)庚三烯正離子環(huán)戊二烯負離子和環(huán)庚三烯正離子HHHHNaN2苯Na成 環(huán) 共 平 面 電 子= 4非 環(huán) 狀 閉 合 共 軛C無芳性成 環(huán) 共 平 面 電 子= 6環(huán) 狀 閉 合 共 軛C有芳性n=1其 典 型 代 表 物 為 二 茂 鐵 ， 見 第 十 六 章 元 素 有 機 化 合 物 P525HHHH3C+X-X-X-無芳性有芳性三三 非苯芳烴非苯芳烴成環(huán)成環(huán)C共平面共平面電子數(shù)電子數(shù)=6非環(huán)狀閉合共軛非環(huán)狀閉合共軛成環(huán)成環(huán)C共平面共平面電

52、子數(shù)電子數(shù)=6環(huán)狀閉合共軛環(huán)狀閉合共軛SP3雜化雜化C均為均為SP2雜化雜化無芳性有芳性3 輪烯輪烯(Annulenes)具有交替的單雙鍵的多烯烴，通稱為輪烯具有交替的單雙鍵的多烯烴，通稱為輪烯輪烯的分子式為輪烯的分子式為CH)x，x10，命名是將碳原子數(shù)，命名是將碳原子數(shù)放在方括號中，稱為某輪烯放在方括號中，稱為某輪烯輪烯能否有芳香性，要滿足以下條件輪烯能否有芳香性，要滿足以下條件 a 碳環(huán)共平面碳環(huán)共平面b 電子數(shù)符合電子數(shù)符合4n+2規(guī)那么規(guī)那么c 輪內(nèi)氫原子間沒有或很少有空間排斥作用輪內(nèi)氫原子間沒有或很少有空間排斥作用三三 非苯芳烴非苯芳烴HH 電子=10,n= 2但由于輪內(nèi)氫原子間的

53、斥力大，使環(huán)發(fā)生扭轉(zhuǎn)不能共平面，故無芳香性，(1) 10輪烯輪烯三三 非苯芳烴非苯芳烴 14 輪烯輪烯 電子=14,n = 3但由于輪內(nèi)氫原子間的斥力大，使環(huán)發(fā)生扭轉(zhuǎn)不能共平面，故無芳香性，HHHH 18 輪烯輪烯 電 子=18,n = 4輪 內(nèi) 氫 原 子 間 的 斥 力 微 弱 ， 環(huán) 接 近 于 平 面故 有 芳 香 性，HHHHHH 18輪烯受熱至輪烯受熱至230依然穩(wěn)定，可發(fā)生溴代、硝化依然穩(wěn)定，可發(fā)生溴代、硝化等反響，可見其具芳香性等反響，可見其具芳香性三三 非苯芳烴非苯芳烴4 雜環(huán)化合物雜環(huán)化合物ONHSN呋喃 吡咯 噻吩 吡啶.三三 非苯芳烴非苯芳烴有芳香性嗎？有芳香性嗎？ 碳

54、籠碳籠(Fullerene)富勒烯富勒烯知識延伸知識延伸Cn原子簇原子簇c60個碳原子組成個碳原子組成12個五元環(huán)面，個五元環(huán)面，20個六元環(huán)面，個六元環(huán)面，共共90條棱條棱Fullerene的定義的定義 能構(gòu)成封鎖多面體的純碳原子簇能構(gòu)成封鎖多面體的純碳原子簇知識延伸知識延伸 諾貝爾博物館里的富勒烯模型球碳，原名富勒烯諾貝爾博物館里的富勒烯模型球碳，原名富勒烯Fullerene，又名巴基球或巴克球，又名巴基球或巴克球Buckyball，是于，是于1985年發(fā)現(xiàn)的繼金剛石和石墨之后碳元素的第三種晶體形狀，年發(fā)現(xiàn)的繼金剛石和石墨之后碳元素的第三種晶體形狀，又一類碳的同素異構(gòu)體又一類碳的同素異構(gòu)體

55、1985年，英國化學(xué)家哈羅德年，英國化學(xué)家哈羅德沃特爾沃特爾克羅托博士克羅托博士Sir Harold Walter Kroto，1939年年10月月7日日和美國科學(xué)家理查德和美國科學(xué)家理查德埃里埃里特特史沫萊史沫萊Sir Richard Errett Smalley，1943年年6月月6日日等人在氦氣流中以激光汽化蒸發(fā)石墨實驗中初次制得由等人在氦氣流中以激光汽化蒸發(fā)石墨實驗中初次制得由60個個碳組成的碳原子簇構(gòu)造分子碳組成的碳原子簇構(gòu)造分子C60。為此，克羅托博士獲得。為此，克羅托博士獲得2019年度諾貝爾化學(xué)獎年度諾貝爾化學(xué)獎 知識延伸知識延伸構(gòu)造構(gòu)造 克羅托受建筑學(xué)家理查德克羅托受建筑學(xué)家理查德巴克明斯特巴克明斯特富勒富勒Richard Buckminster Fuller，1895年年7月月12日日1983年年7月月1日設(shè)計的美國萬國博覽館球形圓頂日設(shè)計的美國萬國博覽館球形圓頂薄殼建筑的啟發(fā)，以為薄殼建筑的啟發(fā)，以為C60能夠