4芳香烃4.1本章提要.PDF

4 芳香烃 4.1 本章提要 1）芳香烃(aromatic hydrocarbon )是指分子内含有苯环结构或类似苯环结构的 烃类，芳香族化合物是指芳香烃及其衍生物。分子中不含苯环结构的芳烃称为非 苯芳烃。烷基苯的同分异构既存在烷基碳链异构，又存在取代基在苯环上的位置 异构。 2 ）单环芳烃的通式为C H (n 6) ，苯是最简单的也是最典型的单环芳烃， n 2n-6 分子式为C H 。它是由6 个碳原子构成平面正六边型，形成一个包含6 个P 轨 6 6 道在内的环状闭合大π键。由于环π电子高度离域达到完全平均化，形成一个特 殊的环状闭合的共轭体系，体系能量下降，使苯环具有特殊的稳定性。在通常的 反应条件下，苯环的结构保持不变，难于发生氧化反应和加成反应，反而在一定 条件下较易发生取代反应。苯环的这种特殊性质称为芳香性，它是芳香族化合物 的共性。 3 ）单环芳烃的命名以苯为母体，烷基作为取代基，称为 “某烷基苯”。当苯环 上的取代基比较复杂或连有不饱和烃基时，通常把苯环当作取代基。单环芳烃衍 生物的命名原则是根据官能团的不同,苯环有时作为母体,有时作为取代基。如果 官能团是-NO 、-NO、-X 等,命名时以苯环作为母体；如果是-COOH、 -SO H、 2 3 -CHO、-OH、-NH2 等,命名时把苯环作为取代基；苯环上有两个或多个取代基时， 首先选定母体，使母体编号最小。选母体的优先顺序为：-COOH ＞ -SO H ＞ -CN 3 ＞ -CHO＞ -OH ＞ -NH2 ，其他取代基按次序规则顺序列出。 4 ）亲电取代反应是芳烃最重要和最突出的反应。环上的氢原子在一定的条件 下可被卤原子、硝基、烃基、酰基等原子或基团取代，生成芳烃的各种衍生物。 当苯环上有取代基时，由于受取代基的影响，苯环上的电子云密度分布不均 匀，要导入新的取代基时，新取代基进入苯环的位置，受原有取代基的支配。苯 环上原有的取代基称为定位基。定位基 新取代基进入苯环的位置以及 苯环取 代反应活性的影响，称为苯环上的取代定位效应或定位规律。 常见的定位基可分为两类：一类为邻、 位定位基，即支配新的取代基主要进入 其邻位和 位。这类定位基有活化苯环的作用。例如： .. .. .. .. .. .. - -O 、-N(CH ) 、-NH 、-OH、-OCH 、-NHCOCH 、-CH 、-X等。 3 2 2 3 3 3 定 位效 应大致依次减弱 另一类为间位定位基，即支配新的取代基主要进入它的间位。这类定位基有钝 化苯环的作用。例如： + -N (CH ) 、-NO 、-CN、-SO H、-CHO、-COCH 、-COOH、-COOCH 、-CONH 等。 3 3 2 3 3 3 2 定 位效 应大致依次减弱 如果苯环上已有两个取代基存在时，第三个取代基进入的位置，由原来两个 取代基的位置和定位效应的大小来决定。两个取代基属于同一类时，第三个取代 基进入苯环的位置，主要由较强的定位基决定；两个取代基属于不同类型时，第 三个取代基进入苯环的位置由邻、 位定位基决定。定位规律可以用来解释某些 实验事实，选择适当的合成路线，指导多元取代苯的合成。 5 ）重要的稠环芳烃有萘、蒽、菲等。它们是合成染料和药物的重要原料，也 是一些天然产物的基本骨架。萘是最简单的稠环芳烃，电子云密度不象苯环那样 完全平均化。所以萘的化学性质比苯活泼，萘的亲电取代多在 位上进行。蒽和