201204必威体育精装版有机化学芳香烃.ppt

第四章 芳香烃 芳香族碳氢化合物简称芳香烃或芳烃。一般在分子中都有一个苯环的结构。它具有与烷、烯、炔不同的典型性质。 4.1芳香烃的分类及命名 芳香烃是指含有苯环的烃类有机物。“芳香”一词是历史习惯造成的，当时人们得到的含苯环的化合物大多是从天然植物中提取的具有香味的物质， 如从茴香中提取的茴香醚、从肉桂中提取的肉桂酸等有一种浓郁的香味，这一类有机物就以“芳香”一词来命名。 现代“芳香”则不再是指其味道，相反的苯、甲苯、萘等大多数的芳烃的气味十分难闻。 “芳香”是指芳烃具有的不同于脂肪烃的独特的性质——芳香性。 芳香性 什么是芳香性呢？ 从苯的分子式(C6H6)来看，它应与乙炔(C2H2)一样是高度不饱和的烃类化合物，应该有与乙炔类似的容易进行加成和氧化反应，较难发生取代反应，但实际正与此相反。 苯的性质非常稳定，不易加成和氧化反应，相对容易发生取代反应。 芳烃具有的这种难加成、难氧化、易取代的不同于脂肪烃的化学性质称为芳香性。 芳烃按分子内环的多少、结合方式可分为以下几类： 4.1.1 芳香烃的分类 4.1.2 芳香烃的异构和命名 1.单环芳烃的异构 芳烃含有苯环，而苯环的结构是不会改变的，所以单环芳烃的异构是指它上面所连烃基的种类、数目及烃基结构的不同。 2.芳烃的命名 在此除学习苯的同系物的命名外，还要介绍芳烃衍生物的命名。即在苯环上连有－OH、－CHO、－COOH、－NH2、－NO2、－SO3H等基团时的命名。 4.1.2.1 构造异构 1 苯的同系物 苯上氢原子被烷基取代，得到苯的同系物。苯的同系物通式为CnH2n-6。如:甲苯、二甲苯。 2 构造异构 如C9H12 4.1.2.2 芳烃及其衍生物的命名 1 当苯环上所连烃基较简单时，以苯环为母体来命名，叫做“ X苯 ”。如： 2 苯环上连有两个取代基时，可以用邻、间、对表示取代基的相对位置。 苯同系物的命名 3 苯环上连有三个相同基团时，用连、偏、均来表示相对位置。 要求必须是三个相同基团才能用连、偏、均来表示此三基团的相对位置。 命名 注意若三个基团不同则不能用这种方法表示。如： 有些同学认为二个甲基是处于对位，所以觉得可以命名为对二甲基乙基苯，以前也确实有一些同学这样来命名，但这也是错误的，原因是邻、间、对表示的方法只适用于有二个取代基时的情况的命名。 系统命名法 苯环上连有多个烷基时，应使最小的基团有最小的编号。其余规则与脂环烃相似。如： 如果苯环上连的是一个复杂的烷基，此时则把苯作为取代基，按烷烃的命名方法来命名。 命名 若苯环上连有不饱和基团时，通常也是将苯基作为取代基处理。命名将遵守烯或炔烃的命名原则。 即使是最简单的乙烯基，在命名时也是作母体，而将苯基作为取代基。通常叫做苯乙烯而不是乙烯基苯。 练习 1,3-二甲基-5-乙基苯 1-甲基-4-乙基-3-异丙基苯 4.1.2.2 芳烃衍生物的命名 当苯环上连有－OH、－CHO、－COOH、－NH2、－NO2、－SO3H、－X等基团时我们又该如何命名这样的化合物呢？ 首先仍然是选择一个母体。 一般我们按一定的次序选择一个最优先的基团，并将它与苯一起作为一个完整的母体。其它都作为取代基来看。 这一次序我们称为“ 优先次序 ”，它与在烯烃一章中介绍的“ 次序规则 ”完全没有任何关系。 一些常见基团的优先次序如下: 优先次序 “ 优先次序 ”是命名时规定的一个人为次序。 －COOH －SO3H －COOR －CONH2 －CN －CHO C=O －OH (醇) －OH (酚) －NH2 －C?C－ C=C －OR －R － H －X －NO2 此化合物含有醛基和酚羟基两个基团，因醛基比酚羟基优先，则以醛基及苯为母体称为苯甲醛，把羟基作为取代基来看。则命名应是： 命名 命名原则： 以最优先基团及苯为母体，其它基团都作为取代基。编号从最优先基团开始。取代基的大小及书写次序仍以烯烃中的“次序规则”为准。 注意： “ 优先次序 ”只是在选择母体时才有用，在选好母体后， “ 优先次序 ”则不再有任何用处。 练习 4－甲氧基苯磺酸 5－甲基－2－硝基苯甲酸 4.2 单环芳香烃 4.2.1 苯分子的结构 苯最初是由法拉第于1825年发现的，他发现在使用过的煤气桶底部总是残留着一些液体，并对这些液体进行了研究，从中提取出一种碳氢比较高的液体，测定了其C:H=1:1，法拉第把它叫碳化氢。 到1833年，人们才测出其分子式为C6H6，但对其分子结构不太清楚，当时人们已经知道高度不饱和化合物多为炔烃。但却可确定该化合物结构肯定不是CH3-C?C-C?C-CH3及CH?C-C?C-CH2-CH3等与此类