2015.4.184-2芳烃2版概述.ppt

芳香烃：π电子符合4n+2规则的平面环状共扼多烯化合物，不易起加成、氧化反应，对热稳定，这些化合物的这些性质叫芳香性。具有芳香性的烃叫芳香烃。简称芳烃。 芳烃可分为两类，一类是苯系芳烃，另一类是非苯系芳烃。 一、苯的凯库勒式： 1857年，凯库勒把原子价的概念推广到碳元素，指出碳为四价，碳原子间可以结合为碳链。1864年末，凯库勒在研究苯的结构，有一个晚上坐在安乐椅上打了一个盹，梦见很多蛇，其中一条蛇的头衔着自己的尾巴，变成一个环状。醒来后把梦记录下来。1865年，他根据碳的四价和这个梦的情况，提出了苯的 此构造式有三个缺点。 1、构造式中有三根双键，但苯无双键的性质， 2、按照此结构式，苯的邻二取代物应有两种，而实际上只有一种。 2、萘的反应： （1）氧化反应：在五氧化二钒的催化下用O2氧化得邻苯二甲酸酐。 （2）加成反应： +3H2 H2 （3）硝化反应： +HNO3 NO2 25~50℃ （4）磺化反应： 0~60℃ 165℃ +H2SO4 SO3H SO3H H2SO4 165℃ 3、萘磺化反应的控制： 萘磺化反应是一个竞争反应。总之，在低温时，反应速度是控制因素，高温则由平衡来控制。 α-异构体 碳正离子 中间体 萘+SO3 碳正离子 中间体 β-异构体 E1 E2 E3 E4 …………… ………………… ……………… ……………………… ……………… ……………………… 生成α-萘磺酸的反应进程 生成β-萘磺酸的反应进程 位 能 三、蒽 在煤焦油中蒽的含量一般为0.25%，纯蒽为无色片状结晶。化学反应一般在9、10位进行。 四、菲 菲存在于煤焦油中，是带有光泽的无色晶体，熔点为101℃，沸点为340℃，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚和苯中，溶液有兰色的荧光。化学反应一般在9、10位进行。 五、其它稠环芳烃： 见P179。看一看，不必记。 5 9 5 9 1 3 1 蒽 菲 一、休克尔规则 1931年，休克尔提出了休克尔规则：环状共扼多烯化合物中π电子数目符合4n+2时，可望体系是芳香性的。 二、非苯系芳烃 §4.7非苯系芳烃 + + – 等化合物，由于π电子数符合4n+2，且分子共平面，所以是芳香化合物。 1、 + – 2、 等化合物，由于π电子数不符合4n+2，所以不是芳香化合物。 3、 等化合物，虽然π电子数符合4n+2规则，但分子中有大的张力或不是闭环共扼多烯化合物，所以无芳香性。 4、大环芳烃：具有交替的单双键的单环多烯烃，通常称为轮烯。分子式为(CH2)x 。命名为[X]-轮烯。轮烯若符合下列三个条件，则有芳香性。 （1）、共平面或接近与平面： （2）、轮内氢原子间没有或很少有空间排斥力作用： （3）、π电子数符合4n+2规则。 如：[10]-轮烯 ，[14] -轮烯无芳香性 [18]-轮烯 ，[22] -轮烯有芳香性 一、炼焦副产回收芳烃 煤在隔绝空气的条件下加热到1000~1300℃，就得到焦碳、焦炉煤气和煤焦油。焦炉煤气用水吸收，再用重油吸收。蒸馏吸收了焦炉煤气的重油或直接蒸馏煤焦油都能得到苯、甲苯和二甲苯。 三、石油的芳构化 蒸馏石油可得到直馏汽油（60~130℃的馏分），直馏汽油中主要含烷烃和环完烃。把直馏汽油的分子重新调整为芳烃的过程叫石油的芳构化或重整。 §4.8芳烃的来源 重整的化学反应一般有下列一些。 1、 — CH3 — CH3 2、 ， — CH3 — CH3 — CH3 CH3 （CH2）5 CH3 3、 小结： 基本概念：芳香烃、苯系芳烃、非苯系芳烃、共振能、重整等五个。 介绍了芳烃的分类、命名、结构、性质以及苯的亲电取代历程等。讲了共振能、定位效应及其应用。学习了一个人名规则（休克尔）和一个人名反应（Friedel-Crafts）。 * 芳烃 芳烃 单环芳烃：苯及其同系物。 苯系芳烃 联苯芳烃 多环芳烃 稠环芳烃 非芳系芳烃 苯系芳烃：含有苯环结构的芳烃 非苯系芳烃：不含苯环结构的芳烃。 多苯代脂肪烃 §4.1 苯的结构 H— —H 结构，简写为 1866年发表）。这就是苯的凯库勒构造式。 ，（论文于 存在着交替的单、双键。而实际上六根键是等同的。 H H H H X X X X 3、凯库勒构造式中 苯。我们的教学中还是采用凯库勒式 杂化轨道、分子轨道和共振理论对苯的结构都有一个共同的认为：认为苯中六根碳碳键 都是相等的，因此，有些书刊上采用 表示 。 一、芳烃的异构现象： 苯环上只有一个取代基时无异构体：有两个或三个取代基时有三种