1、第六章 芳 香 烃芳烃，也叫芳香烃，一般是指分子中含苯环结构的碳氢化合物。芳香烃具有其特征性质芳香性（易取代，难加成，难氧化）。第一节 芳烃的分类与命名第二节 多官能团化合物的命名第四节 单环芳烃的物理性质第五节 单环芳烃的化学性质第六节 苯环上亲电取代反应的定位规则第七节稠环芳烃第三节 苯的结构第一节 芳烃的分类与命名1、单环芳烃2、多环芳烃3、稠环芳烃如：如：如：联苯苯萘一、芳烃的分类二、芳烃的命名邻甲苯基（2-甲基苯基)CH3CH3苯基,用ph表示。（C6H5CH2-）苄基（苯甲基）（1）当苯环上连的是简单烷基或环烷基（R-），-NO2，-NO，-X等基团时，则以苯环为母体，叫做”某某苯
2、”。例如：1.一元取代苯的命名CH2CH2CH3CH3NO2Cl正丙苯甲苯硝基苯氯苯（2）当苯环上连有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO，-CH=CH2或较复杂-R等基团时，基团为母体,则把苯环作为取代基,叫做”苯某某”。例如：CH3SO3HCOOHCH3CH2CHCH2CHCH3CHCH22-甲基-4-苯基己烷苯甲酸苯磺酸苯乙烯CH3SO3HCOOHCH3CH2CHCH2CHCH3CHCH22-甲基-4-苯基己烷苯甲酸苯磺酸苯乙烯CH3SO3HCOOHCH3CH2CHCH2CHCH3CHCH22-甲基-4-苯基己烷苯甲酸苯磺酸苯乙烯取代基的位置用邻、间、对或1，2；1，3；1
3、，4 表示。例如：2.二元取代苯的命名1，2-二甲苯 1，3-二甲苯 1，4-二甲苯 3-叔丁基甲苯（邻二甲苯）（间二甲苯）（对二甲苯）（间叔丁基甲苯）CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3C(CH3)31按照“官能团的优先次序”表，选择优先官能团为母体，将与母体官能团相连的苯环上的碳原子编号为1；2根据“最低系列”原则，给苯环上的其他碳原子编号；3最后按“较优基团后列出”将取代基的名称和位次写在母体名称之前即得全名。例 第二节 多官能团化合物的命名“母体官能团优先次序”表：-NO、-NO2、-X、-R、-OR、CC、-CC-、-NH2、-OH、-SH、-OH（醇）、-COR、-CHO、-
4、CN、-CONH2（酰胺）、-COX（酰卤）、-COOR（酯）、-SO3H、-COOHCHOOCH3OH213456COCH3CH3OH213456OH213456SH4-羟基-3-甲氧基苯甲醛 3-甲基-4-羟基苯乙酮 3-巯基苯酚 第三节 苯的结构一、苯的凯库勒式1865年凯库勒从苯的分子式C6H6出发,根据苯的一元取代物只有一种说明六个氢原子是等同的事实，提出了苯的环状构造式。HHHHHHCCCCCC或简写为现代物理方法表明，苯分子是一个平面正六边形构型，键角都是120，碳碳键长都是.1397nm。二、苯分子结构的价键观点HHHHHH1201200.1397nm0.1397nm0.110
5、nm正六边形结构 所有的原子共平面 C-C键长都是0.1397nm C-H键长都是0.110nm 所有键角都是120 1.杂化轨道理论解释苯分子中的碳原子都是以sp2杂化轨道成键的，故键角均为120，所有原子均在同一平面上。苯中的p轨道 p轨道的重叠 H 2 2 H 2 3 H 2 H=_ 1 2 0 k J /m o l H=_ 2 3 2 k J /m o l H=_ 2 0 8 k J /m o l H 苯 实=2 0 8 k J /m o l H 苯 理=3 x 1 2 0=3 6 0 k J /m o l 所以,也可用下式表示苯的结构:2.从氢化热看苯的稳定性 第四节 单环芳烃的物理
6、性质 苯和同系物一般为无色液体，不溶于水，易溶于有机溶剂，相对密度大多为0.860.93。熔点除与相对分子质量有关外，还与结构的对称性有关，通常结构对称性高的化合物，熔点较高。芳香烃一般都有毒性，长期吸入它们的蒸气，会损害造血器官及神经系统。第五节 单环芳烃的化学性质一、取代反应1.卤代反应+Cl2Cl+HClFeCl3或 Fe+Br2Br+HBrFeBr3或 FeClCl+Cl2FeCl3或 FeCl+ClCl+HCl烷基苯的卤代反应条件不同，产物也不同。因两者反应历程不同，光照卤代为自由基历程，而前者为离子型取代反应。ClClClClCH3Cl2光CH2ClCl2光CHCl2Cl2光CCl
7、3+CH3+HClClCH3苯氯甲烷苯二氯甲烷苯三氯甲烷 光CH2CH3+Cl2CHCH3Cl侧链较长的芳烃光照卤代主要发生在 碳原子上。在此反应中，浓硫酸除了起催化作用外，还是脱水剂。+HONO2浓H2SO45060NO2+H2O2硝化反应NO2+发烟HNO3浓H2SO4100NO2NO2+H2O烷基苯比苯易硝化+H2OCH3+HONO230CH3NO2+CH3NO2烷基苯比苯易磺化3.磺化反应+HOSO3HSO3H+H2O80SO3H+H2OSO3H+H2SO4(发烟)SO3H200250CH3SO3HCH3+CH3SO3HCH3SO3H常温100120+H2SO44付瑞德克拉夫茨反应（1
8、）烷基化反应苯与烷基化剂在路易斯酸的催化下生成烷基苯的反应称为付-克烷基化反应。+C2H5BrC2H5+HBrAlCl3此反应中应注意以下几点：常用的催化剂是无水AlCl3，此外 FeCl3、BF3、无水HF、SnCl4、ZnCl2、H3PO4、H2SO4等都有催化作用。当引入的烷基为三个碳以上时，引入的烷基会发生碳链异构现象。例如：+HClCH3CH2CH2ClAlCl3CHCH3CH3原因：反应中的活性中间体碳正离子发生重排，产生更稳定的碳正离子后，再进攻苯环形成产物。CH3CH2CH2ClAlCl3CH3CH2CH2CH3CHCH3重排 烷基化反应不易停留在一元阶段，通常在反应中有多烷基
9、苯生成。苯环上已有NO2、-SO3H、-COOH、-COR、-NH2等取代基时付克反应不再发生。因这些取代基有碱性或是强吸电子基，与催化剂中和或降低了苯环上的电子云密度，使亲电取代不易发生。例如，硝基苯就不能起付克反应，且可用硝基苯作溶剂来进行烷基化反应。烷基化试剂也可是烯烃或醇。例如：C2H5+CH2CH2AlCl3+CH2CHCH3OHH+CH（CH3）2酰基化反应的特点：产物纯、产量高。（2）酰基化反应+HCl+CH3COClAlCl3CCH3OCH3+CH3CCH3C OOOAlCl3CCH3OCH3+CH3COOH 甲基对甲苯基酮 1苯环氧化二、氧化反应CCOOO+9O22V2O54
10、50CCHH2+4H2O+4CO2苯环一般不易氧化，在特定激烈的条件下，苯环可被氧化破环。例如：2侧链氧化 CH3KMnO4H+COOHH+CH2CH3CH(CH3)2K2Cr2O7COOHCOOH间苯二甲酸+3H2Ni，180250 P三、加成反应+3Cl250光ClClClClClClHHHHHH六六六 第六节 苯环上亲电取代反应的定位规则一取代苯有两个邻位，两个间位和一个对位，在发生一元亲电取代反应时，苯环上原有取代基决定了第二个取代基进入苯环位置的作用，也影响着亲电取代反应的难易程度。我们把原有取代基决定新引入取代基进入苯环位置的作用称为取代基的定位效应。原有取代基称为定位基。1邻、对
11、位定位基使新引入的取代基主要进入原基团邻位和对位（邻对位产物之和大于60%）。且多数使苯环活化，使取代反应比苯易进行。一、一元取代苯的定位规律 A的定位能力次序大致为（从强到弱）-O，-NHR，-OH，-OR，-NHCOR，-NR2-NH2-OCOR，-R，-CH3A,XH B 的 定 位 能 力 次 序 大 致 为（从 强 到 弱）-N R 3，B-N O 2，-C F 3，-C C l 3，-C N，-S O 3-C H O，-C O R，-C O O H，-C O N H 2。2间位定位基使新引入的取代基主要进入原基团间位（间位产物大于50%），且钝化苯环，使取代反应比苯难进行。二、取代定位效应的应用 1.指导选择合成路线 例1：CH3NO2COOHCH3NO2COOHKMnO4H+,COOH混酸必须先氧化后硝化 NO2C2H5SO3HNO2C2H5AlCl3C2H5ClC2H5H2SO4C2H5混酸NO2C2H5SO3H水解例2：
