有机化学教学之八：芳香烃VIP免费

第八章芳烃学习要求：1．掌握芳香烃及其衍生物的命名。2．理解苯环的结构特征，能用价键理论声明苯的结构。3．掌握苯及其同系物的化学性质。4．熟悉苯环上亲电取代反应历程，能熟练应用取代基定位规律。5．熟悉萘的结构与性质，了解几种多环芳烃。6．掌握休克尔规则，会判断非苯芳烃。芳烃，也叫芳香烃，一般是指分子中含苯环结构的碳氢化合物。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）。芳烃按其结构可分类如下：CH2CH3CHCH3CH=CH2CH3CH2±½Ïµ·¼Ìþ·Ç±½·¼Ìþµ¥»··¼Ìþ¶à»··¼ÌþÁª±½³í»··¼Ìþ¶à±½´úÖ¬Ìþ±½ÒÒ±½Òì±û±½±½ÒÒÏ©Áª±½¶ÔÈýÁª±½ÝÁÝì¶þ±½¼×Íé»·Îì¶þÏ©¸ºÀë×Ó»·¸ýÈýÏ©ÕýÀë×Óʧ8.1苯的结构8.1.1苯的凯库勒式1865年凯库勒从苯的分子式C6H6出发,根据苯的一元取代物只有一种（说明六个氢原子是等同的事实，提出了苯的环状构造式。苯的凯库勒式结构8.1.2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0.1398nm。图示如下：HHHHHHËùÓеÄÔ×Ó¹²Æ½Ãæ¼ü³¤¾ùΪ¼ü³¤¾ùΪËùÓмü½Ç¶¼ÎªC-CC-H0.1397nm0.110nm120¡ã120¡ã120¡ã0.1397nm0.1397nm0.110nmÕýÁù±ßÐνṹ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。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。¼òдΪHHHHHH±½ÖеÄP¹ìµÀP¹ìµÀµÄÖصþ2．分子轨道理论解释分子轨道理论认为，分子中六个P轨道线形组合成六个π分子轨道，其中三个成键规定，三个反键轨道。在基态时，苯分子的六个π电子成对填入三个成键轨道，其能量比原子轨道低，所以苯分子稳定，体系能量较低。EÔ×Ó¹ìµÀ·´¼ü¹ìµÀ³É¼ü¹ìµÀ±½µÄ·Ö×Ó¹ìµÀÄܼ¶Ê¾ÒâͼE¦×¦×¦×¦×¦×¦×234561ÎÞ½ÚÃæÈý¸ö½ÚÃæ¶þ¸ö½ÚÃæÒ»¸ö½ÚÃæ±½µÄ¦Ðµç×Ó·Ö×Ó¹ìµÀÖصþÇé¿ö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，所以碳碳键长完全相同。8.1.3从氢化热看苯的稳定性H22H23H2H=_120KJ/molH=_232KJ/molH=_208KJ/molH±½Êµ=208KJ/molH±½Àí=3x120=360KJ/mol苯的稳定化能（离域能或共振能）=360-208=152KJ/mol8.1.4苯的共振式和共振论的简介（自学）§8.2单环芳烃的异构和命名8.2.1异构现象1．烃基苯有烃基的异构例如：2．二烃基苯有三中位置异构例如：3．三取代苯有三中位置异构例如：8.2.2命名1．基的概念芳烃分子去掉一个氢原子所剩下的基团称为芳基（Aryl）用Ar表示。重要的芳基有：CH2CH2CH3CHCH3CH3RR'RRR'R'RR'RRR''R''R''R'R'CH2(C6H5CH2-)Üлù£¨±½¼×»ù£©£¬ÓÃBz±íʾ±½»ù£¬ÓÃPh»ò±íʾ§æ2．一元取代苯的命名a当苯环上连的是烷基（R-），-NO2，-X等基团时，则以苯环为母体，叫做某基苯。例如：b当苯环上连有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO，-CH=CH2或R较复杂时，则把苯环作为取代基。例如：3．二元取代苯的命名取代基的位置用邻、间、对或1，2；1，3；1，4表示。例如：CHCH3CH3NO2ClÒì±û»ù±½Ê嶡»ù±½Ïõ»ù±½Âȱ½COOHSO3HCHOOHNH2CH=CH2CH3-CH2-CH-C-CH2-CH3CH3CH3±½¼×Ëá±½»ÇËá±½¼×È©±½·Ó±½°·±½ÒÒÏ©3£¬3-¶þ¼×»ù-4-±½»ù¼ºÍéCH3CH3CH3H3CCH3CH3OHH3CÁÚ¶þ¼×±½¼ä¶þ¼×±½¶Ô¶þ¼×±½ÁÚ¼×»ù±½·Ó£¨1£¬2-¶þ¼×±½£©£¨1£¬2-¶þ¼×...