成都纺织高等专科学校染化与环境工程系：《有机化学》第四章 芳香烃

Aramis cemistry 第四章芳香烃 Aromatic hydrocarbon 重点: 1、单环芳烃的命名、苯及其同系物的性质 2、亲电取代反应的定位规律 3、萘的结构和性质 难点 苯的结构和亲电取代反应的定位规律;萘的结构和性质 第四章芳香烃 马

第四章 芳 香 烃 Aromatic hydrocarbon 重点： 难点：

Aramis cemistry 芳香烃简称芳烃,一般情况下,指分子中含有苯环结 构的碳氢化合物。芳烃及其衍生物统称为芳香族化合物。 芳香二字的来由最初是指从天然树脂(香精油)中提 取而得、具有芳香气的物质。 现代芳烃的概念是指具有芳香性的一类环状化合物, 它们不一定具有香味,也不一定含有苯环结构。 芳香烃具有其特征性质—芳香性(易取代,难加成, 难氧化)。 第四章芳香烃

Aramis cemistry 孿芳烃按其构造可分为 1.单环芳烃:分子中含一个苯环的芳烃,例如: H3 2多环芳烃:分子中含有两个或两个以上独立的苯环的芳 烃。多环芳烃又分为联苯类(独立的苯环以单键相连) 例如: (联苯) 多苯代脂烃(即看成是脂肪烃分子中的氢原子被两个 或两个以上的苯环取代)。这类多苯代脂烃分子中各个苯 环之间通过脂肪烃间接连接起来的 CHE CH 第四章芳香烃 联苯甲烷 2一二苯乙烯

CH CH2 CH3 （联苯） CH 2 CH＝CH 联苯甲烷 1，2－二苯乙烯

Aramis cemistry 3稠环芳烃:分子中含有两个或两个以上苯环,但这些 苯环并不独立,而是共用环边彼此稠合起来,故称为 稠环芳烃。例如: 萘 蒽 第四章芳香烃

萘 蒽

Aramis cemistry 24-1苯分子的结构 The Structure of Benzene molecule 、苯的凯库勒式 苯是一个很稳定的化合物,分子式为CH6,起反 应时,六个碳原子作为一个整体转移到新化合物中,其 一元取代物只有一种,这说明其中六个H是相同的。 H H-C C-H 第四章芳香烃 苯的凯库勒式结构

4－1 苯分子的结构 The Structure of Benzene Molecule 一、苯的凯库勒式 苯的凯库勒式结构 C H C C C C C H H H H H

Aramis cemistry 制二、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0.139mm。图示如下 120 0.139mm H 0.108nm 第四章芳香烃

二、苯分子结构的价键观点 ：

Aramis cemistry 按照轨道杂化理论,苯分子中六个碳原子都以sp2杂 化轨道互相沿对称轴的方向重叠形成六个CCd键,组成 个正六边形。每个碳原子各以一个sp2杂化轨道分别与氢 原子1s轨道沿对称轴方向重叠形成六个C-H键。由于是 Sp2杂化,所以键角都是120°所有碳原子和氢原子都在 同一平面上。每个碳原子还有一个垂直于o键平面的p轨道, 每个p轨道上有一个p电子,六个p轨道组成了大π键。 大丌键 C—Hσ键 C—C0键 H 第四章芬夺经

Aramis cemistry 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。未参与杂化的p 轨道都垂直于碳环平面,彼此侧面重叠,形成一个封闭 的共轭体系,由于共轭效应使电子高度离域,电子云 完全平均化,故无单双键之分。 苯中的F轨道 P轨道的重叠 第四章芳香烃

Aramis cemistry 制三、从氢化热看苯的稳定性 氢化热是衡量分子内能大小尺度。氢化热越大分子 内能越高,越不稳定;氢化热越低,分子内能越低,分 子越稳定。 +H,“ △H120KJ/mol 2H △H=232KJ/mol +3H △H208KJ/mol △H苯理=3x120=360KJ/mol △H实=208KJ/mol 第四章芳香烃

三、从氢化热看苯的稳定性 H2 2H2 3H2 H= _120KJ / mol H= _232KJ / mol H= _208KJ / mol H苯理=3x120=360KJ / mol H苯实=208 KJ / mol

2四、苯的构造式的表示法 orgamie chemisry 自从1825年英国的法拉第( Faraday)首先发现苯之后, 有机化学家对它的结构和性质做了大量研究工作,直到 今日还有人把它作为主要研究课题之一。在此期间也有 不少人提出过各种苯的构造式的表示方法,但都不能圆 满的表达苯的结构。 目前一般仍采用凯库勒式,但在使用时不能把它误作 为单双键之分。也有用一个带有圆圈的正六角形来表示 苯环,在六角形的每个角上都表示每个碳连有一个氢原 子,直线表示键,圆圈表示大π键。 第四章芳香烃

四、苯的构造式的表示法