有机化学电子教案—第四章环烃.ppt

有机化学电子教案—第四章 第一节 脂环烃 环烷烃的分类及命名 环烷烃的分类及命名 二、同分异构 （二）顺反异构 （二）顺反异构 三、物理和化学性质 （二）化学性质 （二）化学性质 （二）化学性质 例题与讨论 四、结 构 四、结 构 四、结 构 五、构 象 五、构 象 （二）环戊烷的构象 （三）环己烷的构象 环己烷的椅式构象 环己烷的船式构象 （三）环己烷的构象 （四）环己烷椅式构象中的竖键与横键 （五）取代环己烷的构象分析 1、单取代环己烷 2、二取代环烷烃 2、二取代环烷烃 2、二取代环烷烃 取代烷烃的优势构象 例题 第二节 芳香烃 一、苯及其同系物 （一） 苯的结构 （一） 苯的结构 （一） 苯的结构 （二） 苯的同系物的命名 （二） 苯的同系物的命名 （二） 苯的同系物的命名 （二） 苯的同系物的命名 （三）亲电取代反应的机理 （四）苯的亲电取代反应 1、硝化反应 2、卤代反应 3、磺化反应 3、磺化反应 例题与讨论 4、Fridel-Crafts反应 (1)傅-克烷基化 (1)傅-克烷基化 (1)傅-克烷基化 (2)傅-克酰基化 (2)傅-克酰基化 例题与讨论 例题与讨论 （五）苯的其他反应 （五）苯的其他反应 （六）烷基苯侧链上的反应 （六）烷基苯侧链上的反应 侧链卤代反应的历程 侧链卤代反应的历程 （六）烷基苯侧链上的反应 （七） 苯环取代的定位规律 （七） 苯环取代的定位规律 苯环取代的定位效应的解释 苯环取代的定位效应的解释 例题：用甲苯合成下列化合物 例题与讨论 二元取代苯的取代反应的定位规律 二元取代苯的取代反应的定位规律 例题：用甲苯合成下列化合物 二、稠环芳烃和非苯芳烃 2、萘的命名 3、萘的化学性质 4、蒽和菲 5、致癌芳香烃 （二）非苯型芳香烃 （二）非苯型芳香烃 （二）非苯型芳香烃 例题与讨论 例题与讨论 自由基的稳定顺序： p-?共轭 58% 38% 4% 80% 19% 1% 第一类定位基－－－邻对位定位基：苯环上原有取代基指导新引入的取代基主要进入其邻位和对位(邻对位取代物之和﹥60％)，称为邻对位取代基。一般为活化基团。 -R. -X. -OH. -OR. -NH2. -NHR. -OOCR 第二类定位基－－－间位定位基：苯环上原有取代基指导新引入的取代基主要进入其间位(邻对位取代物﹥40％)，称为间位取代基。一般为钝化基团。 -NO2. -CN. -SO3H. -CHO. -COOH 1、取代基的电子效应 2、取代基的空间效应 解： (1) (2) 写出下列化合物的苯环硝化活性由强到弱顺序： 1、 苯、1,3,5-三甲基苯、甲苯、间二甲苯、对二甲苯 2、 苯、溴苯、硝基苯、甲苯 3、 2,4-二硝基氯苯、2,4-二硝基酚 解：（a）1,3,5-三甲基苯、间二甲苯、对二甲苯、甲苯、苯 （b）甲苯、苯、溴苯、硝基苯 （c）2,4-二硝基酚、2,4-二硝基氯苯 ①若原有的两个取代基相互一致而增强，引入第三个取代基的定位不成问题。 ②当一个为邻、对位定位基而另一个为间位基时，由邻、对位基控制定位。 ③当较强的活化基团与较弱的活化基团竞争时，由较强的活化基团控制定位。强度相同，得到差不多相等数量的异构体。 ④在两个相互处于间位的取代基之间，由于空间阻碍，很少会发生亲电取代反应。 解： (3) （一）稠环芳烃 1、萘的结构 6-硝基-2-萘磺酸 1-甲基萘(?-甲基萘) 1-甲基-2-乙基萘 苯型芳香烃的分类 苯的Kekulé结构式 H H H H H H . . . . . . All 2p orbitals overlap equally. Note the symmetry. 二、苯分子结构的价键观点 现代物理方法（射线法、光谱法、偶极距的测定）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0.1397nm。图示如下： Csp2 , C-C?键和C-H?键; p轨道, ?键 ；?电子云分布在平面上下；环闭共轭体系；能量降低稳定、键长平均化。 未参与杂化的P轨道都垂直与碳环平面，彼此侧面重叠，形成一个封闭的共轭体系，由于共轭效应使π电子高度离域，电子云完全平均化，故无单双键之分。 理论解释： 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。 苯的离域能= 2(?+2?)+4(?+?)-(6?+6?)= 2? 苯分子的大π键是三个成键轨道叠加的结果，由于π电子都是离域的，所以?电子云均匀分布。碳碳键长均等。稳定。 假设：定域模型环己三烯体系中含三个乙烯