二、環(huán)烴苯及芳烴(第二周4節(jié)課)_第1頁(yè)
二、環(huán)烴苯及芳烴(第二周4節(jié)課)_第2頁(yè)
二、環(huán)烴苯及芳烴(第二周4節(jié)課)_第3頁(yè)
二、環(huán)烴苯及芳烴(第二周4節(jié)課)_第4頁(yè)
二、環(huán)烴苯及芳烴(第二周4節(jié)課)_第5頁(yè)
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單環(huán)

雙環(huán)及多環(huán)脂環(huán)烴螺環(huán)烴橋環(huán)烴芳香烴一、分類(lèi)及命名Ⅰ脂環(huán)烴根據(jù)碳環(huán)數(shù)目分類(lèi)目前一頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)小環(huán)

普通環(huán)中環(huán)大環(huán)環(huán)丙烷(cyclopropane)環(huán)丁烷(cyclobutane)環(huán)戊烷cyclopentane環(huán)己烷(cyclohexane)C7~C12≥C13根據(jù)成環(huán)的碳原子數(shù)目分類(lèi)目前二頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)通式:CnH2n.

2、命名:目前三頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)3-甲基環(huán)己烯3-methylcyclohexene1,3-環(huán)戊二烯1,3-cyclopentadiene1,5-二甲基-1,3環(huán)己二烯1,5-dimethyl-1,3cyclohexadiene(二)、不飽和脂環(huán)烴:環(huán)上碳原子編號(hào)時(shí),要使雙鍵或三鍵的位次最小。目前四頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)(三)、多環(huán)脂環(huán)烴的命名1、橋環(huán)烴:具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的碳環(huán),碳環(huán)間共用兩個(gè)或兩個(gè)以上碳原子的環(huán)烴稱(chēng)為橋環(huán)烴。命名時(shí)編號(hào)順序:目前五頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)編號(hào):橋頭碳最長(zhǎng)橋另一個(gè)橋頭碳次長(zhǎng)橋回到橋頭碳最短橋目前六頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)二環(huán)[2.2.1]-2-庚烯Bicyclo[2.2.1]-2-heptene

二環(huán)[4.2.0]辛烷Bicyclo[4.2.0]octane

5,6-二甲基-二環(huán)[2.2.2]-2-辛烯5,6-dimethyl-bicyclo[2.2.2]-2-octene目前七頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)2、螺環(huán)烴:兩個(gè)碳環(huán)共用一個(gè)碳原子的脂環(huán)烴稱(chēng)為螺環(huán)烴。構(gòu)成螺環(huán)的共用碳原子特稱(chēng)為螺原子。編號(hào)順序:較小的環(huán)—螺原子—較大的環(huán)螺[3.5]壬烷Spiro[3.5]nonane1-甲基螺[3.5]-5-壬烯1-methylspiro[3.]-5-nonene目前八頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)命名下列化合物:練習(xí):目前九頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前十頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)環(huán)丙烷和環(huán)丁烷由于角張力的存在,分子不穩(wěn)定,容易發(fā)生開(kāi)環(huán)作用。其他無(wú)張力環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)與開(kāi)鏈烷烴類(lèi)似,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可發(fā)生自由基鹵代、氧化等反應(yīng)。氫化反應(yīng)二、環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)及化學(xué)性質(zhì)目前十一頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)Br2

電子云分布在兩核連線的外側(cè),增加了試劑進(jìn)攻的可能性,故具有不飽和烯烴的性質(zhì)。鹵代反應(yīng)只有(取代)三元環(huán)烷烴在常溫時(shí)起鹵解反應(yīng)。目前十二頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)1,1,2-三甲基環(huán)丙烷2,3-二甲基-2-溴丁烷酸解反應(yīng)目前十三頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)氧化反應(yīng)環(huán)烷烴不能被酸性高錳酸鉀氧化問(wèn)題:如何用簡(jiǎn)便化學(xué)方法區(qū)別2-戊烯和環(huán)戊烷

目前十四頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)環(huán)烷烴的立體化學(xué)環(huán)丁烷的結(jié)構(gòu)及構(gòu)象目前十五頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)環(huán)戊烷的結(jié)構(gòu)及構(gòu)象目前十六頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)船式結(jié)構(gòu)椅式結(jié)構(gòu)環(huán)己烷的結(jié)構(gòu)及構(gòu)象目前十七頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)在環(huán)烷烴分子中,由于環(huán)限制了碳碳單鍵的自由旋轉(zhuǎn);所以當(dāng)環(huán)上兩個(gè)碳原子連有不同的原子或基團(tuán)時(shí),就存在著順?lè)串悩?gòu)現(xiàn)象。1、順?lè)串悩?gòu)例如,1,2-二氯環(huán)丙烷就有順式和反式兩種異構(gòu)體目前十八頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)對(duì)于成環(huán)的兩個(gè)碳原子各有一個(gè)取代基,兩個(gè)取代基位于環(huán)平面的同側(cè)稱(chēng)為順式;位于異側(cè),則稱(chēng)為反式。順-1,2-二甲基環(huán)丙烷反-1,2-二甲基環(huán)丙烷順-1,2-二氯環(huán)丙烷反-1,2-二氯環(huán)丙烷目前十九頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)512346124356123456椅式船式2、環(huán)己烷的阿結(jié)構(gòu)及構(gòu)象目前二十頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)183pm142356eclipsedH’sGunwale旗桿H鋸架式紐曼投影式環(huán)己烷的船式構(gòu)象:目前二十一頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)250pmstaggeredStaggeredH’s椅式99.9% 船式0.1%環(huán)己烷的椅式構(gòu)象目前二十二頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)aeae環(huán)己烷椅式構(gòu)象的畫(huà)法:目前二十三頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)單取代環(huán)己烷的構(gòu)象目前二十四頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)1,2-二取代環(huán)己烷的平面表示法1,2-二取代環(huán)己烷二取代環(huán)己烷的構(gòu)象目前二十五頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)不同的幾何異構(gòu)體,其優(yōu)勢(shì)構(gòu)象是不同的。順二取代環(huán)己烷目前二十六頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)多環(huán)化合物的構(gòu)象目前二十七頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)1.掌握苯和萘及衍生物的命名。2.掌握苯的結(jié)構(gòu)、芳香烴及Huckel規(guī)則。3.了解苯的物理性質(zhì)。4.掌握苯和苯的衍生物的親電取代反應(yīng)(鹵代、硝化、磺化、烷基化及碳正離子重排、?;瑐?cè)鏈的氧化反應(yīng),側(cè)鏈的鹵代反應(yīng);掌握萘的親電取代反應(yīng)(鹵代、硝化、磺化),氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)。5.了解芳環(huán)親電取代反應(yīng)機(jī)理,掌握芳環(huán)上親電取代反應(yīng)的定位規(guī)律及電子效應(yīng)的影響??荚囈??苯和芳香烴目前二十八頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)芳香烴:具有芳香性的烴。大多含苯環(huán)結(jié)構(gòu)。芳香性:難加成、難氧化、易取代。芳香烴通式:Ar-H目前二十九頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)第一節(jié)芳香性的概念和芳香化合物的定義第一階段:從植物膠中取得的具有芳香氣味的物質(zhì)稱(chēng)為芳香化合物。第二階段:將苯和含有苯環(huán)的化合物稱(chēng)為芳香化合物。第三階段:將具有芳香特性的化合物稱(chēng)為芳香化合物。目前三十頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)芳香性的概念1C/H的比例高。2具有平面和接近平面的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。3鍵長(zhǎng)接近平均化。4在核磁共振譜中,環(huán)外氫的化學(xué)位移明顯移向低場(chǎng),環(huán)內(nèi)氫的化學(xué)位移明顯移向高場(chǎng)。5化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,易發(fā)生親電取代而不易發(fā)生加成。目前三十一頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)第二節(jié)芳香烴的來(lái)源1煤煤焦油芳香化合物粗制品

(煤的3%)(煤的0.3%)

干餾(1845年-1940年期間)目前三十二頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)2石油60-150oCC5-C7組份芳香化合物

(20世紀(jì)40年代起)分餾500oC,加壓重整重整:包括鏈烴裂解、異構(gòu)化、關(guān)環(huán)、擴(kuò)環(huán)、氫轉(zhuǎn)移、烯烴吸氫等過(guò)程。(鉑重整,臨氫重整)芳構(gòu)化:是指脂肪族六元環(huán)在鉑、鈀、鎳等催化劑存在下加熱,脫氫生成芳香族化合物的過(guò)程。目前三十三頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)第三節(jié)苯及其衍生物的命名和異構(gòu)苯(Benzen)苯基(phenyl)芐基(benzyl)

(phenylmethyl)苯基(Ph)(C6H5-)芳基(Aryl)目前三十四頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)★

苯環(huán)上有不同的取代基,按“次序規(guī)則”命名

-COOH>-SO3H>-COOR>-CONH2>-CN>-CHO>-COR>-OH>-NH2>-R>-NO2>-X★苯環(huán)上連有不飽和烴基,將苯作為取代基命名目前三十五頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)實(shí)例連三甲苯偏三甲苯間三甲苯鄰氯苯甲醚間甲苯酚對(duì)甲苯甲酸2-氨基-5-羥基苯甲3-氨基-5-溴苯酚目前三十六頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)第四節(jié)芳香烴的物理性質(zhì)和光譜特征

芳香烴不溶于水,但溶于有機(jī)溶劑。一般芳香烴均比水輕。沸點(diǎn)隨相對(duì)分子質(zhì)量升高而升高。熔點(diǎn)除與相對(duì)分子質(zhì)量有關(guān)外,還與結(jié)構(gòu)有關(guān),通常對(duì)位異構(gòu)體由于分子對(duì)稱(chēng),熔點(diǎn)較高。目前三十七頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)第五節(jié)苯表達(dá)方式的研究和討論一歷史上苯的表達(dá)方式Kekul’e式雙環(huán)結(jié)構(gòu)式棱形結(jié)構(gòu)式杜瓦苯棱晶烷向心結(jié)構(gòu)式對(duì)位鍵余價(jià)結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式目前三十八頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)價(jià)鍵異構(gòu)體:由于價(jià)鍵轉(zhuǎn)移產(chǎn)生出來(lái)的異構(gòu)體稱(chēng)為價(jià)鍵異構(gòu)體。hh棱晶烷杜瓦苯苯苯目前三十九頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)二苯現(xiàn)在的表達(dá)方式價(jià)鍵式分子軌道離域式共振式自旋偶合價(jià)鍵理論(1986年Copper等提出)目前四十頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)一苯的芳香性二共振論和分子軌道對(duì)苯芳香特性的解釋三伯奇還原四芳香親電取代反應(yīng)苯和芳香烴的化學(xué)性質(zhì)目前四十一頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)一苯的芳香性(共七條)1苯具有一個(gè)平面結(jié)構(gòu),鍵長(zhǎng)完全平均化2苯的分子式為C6H6,C/H=1:13芳環(huán)上的氫有特征的NMR光譜目前四十二頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)5難以發(fā)生加成反應(yīng)(1)其它不飽和鍵優(yōu)先發(fā)生加成(2)三個(gè)雙鍵同時(shí)打開(kāi)(3)個(gè)別情況只打開(kāi)部分雙鍵H2/催C6H6Cl63Cl23H2Pt日光,加壓h+6易發(fā)生親電取代反應(yīng)目前四十三頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)7難以發(fā)生氧化反應(yīng)(1)氧化劑的強(qiáng)弱

溫和氧化劑:CrO3+Ac2O

強(qiáng)氧化劑:K2Cr2O7-H2SO4,KMnO4-H2O,KMnO4-H2SO4-H2O

更強(qiáng)氧化劑:V2O5目前四十四頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)*1苯只有在用V2O5催化和高溫條件下才能被氧化破壞*2苯衍生物用KMnO4等強(qiáng)氧化劑氧化時(shí),大多數(shù)情況是側(cè)鏈被氧化成羧酸,苯環(huán)被保留。+O2V2O5400-500oCK2Cr2O7-H2SO4(2)苯及其衍生物被氧化的規(guī)律目前四十五頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)*3用CrO3+Ac2O為氧化劑,產(chǎn)物為醛*4用MnO2為氧化劑,產(chǎn)物為醛或酮CrO3+Ac2OH2OMnO2,H2SO4MnO2,H2SO4目前四十六頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)二共振論和分子軌道對(duì)苯芳香特性的解釋共振論認(rèn)為:苯的芳香性是由于兩個(gè)等同的極限結(jié)構(gòu)的共振引起的。分子軌道理論認(rèn)為:苯的芳香性是由于苯存在一個(gè)封閉的共軛體系引起的。

目前四十七頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)三伯奇還原(Birchreduction)定義:金屬鈉溶解在液氨中可得到一種藍(lán)色的溶液,它在醇的存在下,可將芳香化合物還原成

1,4-環(huán)己二烯化合物,該還原反應(yīng)稱(chēng)為伯奇還原。NaNH3(l)C2H5OH1K、Li能代替Na,乙胺能代替氨。2鹵素、硝基、醛基、酮羰基等對(duì)反應(yīng)有干擾。目前四十八頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)反應(yīng)機(jī)理:Na+NH3Na++(e-)NH3CH3OH-CH3O-(e-)NH3CH3OH自由基負(fù)離子金屬鈉溶解在液氨中可得到一種蘭色的溶液,這是由鈉與液氨作用生成的溶劑化電子引起的。溶劑化電子自由基負(fù)離子環(huán)上有給電子取代基時(shí),反應(yīng)速率減慢。環(huán)上有吸電子取代基時(shí),反應(yīng)速率加快。目前四十九頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)伯奇還原的實(shí)例和說(shuō)明*1一取代苯還原時(shí),可以有兩種產(chǎn)物,

A為給電子取代基時(shí),主要得(1)。

A為吸電子取代基時(shí),主要得(2)。(1)(2)NaNH3(l)C2H5OHNaNH3(l)C2H5OH目前五十頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)LiNH3(L)C2H5OHHCl,H2OH+*2不與苯環(huán)共軛的雙鍵不能在該條件下發(fā)生還原,與苯環(huán)共軛的C=C雙鍵能在該條件下發(fā)生還原。而且反應(yīng)首先在此處發(fā)生。*3經(jīng)伯奇還原,制備,不飽和酮。目前五十一頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)四芳香親電取代反應(yīng)1硝化反應(yīng)2鹵化反應(yīng)3磺化反應(yīng)4傅-克烷基化反應(yīng)5傅-克?;磻?yīng)6氯甲基化反應(yīng)7加特曼-科赫化反應(yīng)8多元親電取代的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則目前五十二頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)苯環(huán)親電取代反應(yīng)的一般模式+H+親電試劑-絡(luò)合物-絡(luò)合物-絡(luò)合物的表達(dá)方式共振式離域式目前五十三頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)1硝化反應(yīng)*1定義:有機(jī)化合物碳上的氫被硝基取代的反應(yīng)稱(chēng)為硝化反應(yīng)。(1)苯的硝化反應(yīng)+濃HNO3+濃H2SO450-60oC,98%+H2O*2反應(yīng)式目前五十四頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)*3反應(yīng)機(jī)理HNO3+H2SO4HSO4-+H2O+NO2H2O+NO2H2O

+

+NO2H2SO4+H2OH3+O+HSO4-(1)HNO3+2H2SO4H3O+++NO2+2HSO4-+

+NO2NO2+HSO4-+H2SO4(2)(3)NO2目前五十五頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)*4-碳正離子的極限式和離域式反應(yīng)進(jìn)程勢(shì)能*5反應(yīng)勢(shì)能圖(親電加成和親電取代的對(duì)比分析)共振極限式離域式E=NO2目前五十六頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)特別不穩(wěn)定硝基苯的情況分析目前五十七頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)氯苯的情況分析最穩(wěn)定目前五十八頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)(3)硝化試劑及硝化反應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例一+HNO3(稀)實(shí)例二+HNO3H2SO4(60oC)+35%70%實(shí)例三+NO2BF4FSO3H(氟代硫酸)150oC實(shí)例四+CH3ONO2BF3CH3NO225oC目前五十九頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)應(yīng)用合成和鑒別實(shí)例二實(shí)例一+Cl2FeCl3+58%(bp159oC)+Br242%(bp162oC)FeBr3130-140oC+HBr75%目前六十頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)實(shí)例三實(shí)例四+Br2+HBrCS2,5oCH2O+3HBr

Br2H3O+CH3COOH目前六十一頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)反應(yīng)機(jī)理(2)苯環(huán)側(cè)鏈的鹵化反應(yīng)Cl22Cl+Cl+HCl+Cl2+Clh目前六十二頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)實(shí)例一實(shí)例二+Cl256%44%+Br2hh主要產(chǎn)物目前六十三頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)側(cè)鏈鹵化反應(yīng)的應(yīng)用Cl2hCl2hCl2h-H2O-H2OH2OH2OH2O目前六十四頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)3磺化反應(yīng)*2反應(yīng)式*1定義苯環(huán)上的氫被(-SO3H)取代的反應(yīng)稱(chēng)為磺化反應(yīng)。(1)苯的磺化反應(yīng)。目前六十五頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)*3反應(yīng)機(jī)理目前六十六頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)*4特點(diǎn)(1)反應(yīng)是可逆的。(2)反應(yīng)極易發(fā)生。(3)鄰位取代-動(dòng)力學(xué)產(chǎn)物,對(duì)位取代-熱力學(xué)產(chǎn)物。(4)磺酸是強(qiáng)有機(jī)酸,引入磺酸基可增加溶解度。H2SO4+0oC53%43%100oC79%13%目前六十七頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)(2)磺化反應(yīng)的應(yīng)用*1用于制備酚類(lèi)化合物*2在某些反應(yīng)中幫助定位H2SO4NaOHNaOH300oCH+H2SO4X2/Fe稀H2SO4150oC鄰氯甲苯(bp159oC)對(duì)氯甲苯(bp162oC)鄰溴甲苯(bp181oC)對(duì)溴甲苯(bp184oC)目前六十八頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)H2SO4NaOH合成洗滌劑*3制備工業(yè)產(chǎn)品(如:苦味酸,合成洗滌劑)目前六十九頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)4傅-克烷基化反應(yīng)*1定義

苯環(huán)上的氫被烷基取代的反應(yīng)稱(chēng)為傅-克烷基化反應(yīng)。+RCl+HCl芳香化合物烷基化試劑產(chǎn)物催化劑*2反應(yīng)式(1)苯的傅-克烷基化反應(yīng)目前七十頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)討論催化劑:路易斯酸、質(zhì)子酸。芳香化合物:活性低于鹵代苯的芳香化合物不能發(fā)生烷基化反應(yīng)。烷基化試劑:

RX做烷基化試劑。路易斯酸作催化劑(催化量)。

3oRX>2oRX>1oRXRF>RCl>RBr>RI鹵代苯不能用。

醇、烯、環(huán)氧化合物做烷基化試劑。

質(zhì)子酸催化(速率快,催化量)

路易斯酸作催化劑(速率快,大于1摩爾)目前七十一頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)*3反應(yīng)機(jī)理RCl+AlCl3[RCl?AlCl3]R++AlCl4-絡(luò)合物+R+-H+目前七十二頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)(2)傅-克烷基化反應(yīng)的特點(diǎn)特點(diǎn)一:烷基化反應(yīng)易發(fā)生重排,不適合制備長(zhǎng)的直鏈烷基苯。+CH3CH2CH2Cl+AlCl3+(CH3)CHCH2ClAlCl330%70%特點(diǎn)二:反應(yīng)不易控制在一元取代階段,常常得到一元、二元、多元取代產(chǎn)物的混合物。目前七十三頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)特點(diǎn)三:反應(yīng)是可逆的,所以經(jīng)常發(fā)生烷基移位、移環(huán)。+AlCl3反應(yīng)可逆是由于芳環(huán)的質(zhì)子化引起的。質(zhì)子化條件HCl+AlCl3或濃H2SO4+HCl+DCl+HCl+AlCl3+AlCl-4-絡(luò)合物AlCl3AlCl3+AlCl-4目前七十四頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)(3)烷基化反應(yīng)的應(yīng)用

總的看來(lái),烷基化反應(yīng)因上述特點(diǎn),不適用于合成。但在某些條件下,反應(yīng)可用。例如:1C6H6+CH2=CH22C6H6+CH3CH=CH2AlCl3HClC6H5CH2CH330oCH2SO4C6H5CH(CH3)2過(guò)量過(guò)量目前七十五頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)3C6H6+AlCl30-10oCH2O80%過(guò)量苯要大量過(guò)量,不發(fā)生重排,控制適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度目前七十六頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)5傅-克?;磻?yīng)苯環(huán)上的氫被酰基取代的反應(yīng)稱(chēng)為傅-克?;磻?yīng)。催化劑芳香化合物?;噭?+HCl*2反應(yīng)式:(1)苯的傅-克?;磻?yīng)*1定義:目前七十七頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)催化劑:路易斯酸(最常用的是AlCl3)芳香化合物:活性低于鹵代苯的芳香化合物不能發(fā)生?;磻?yīng)。?;噭乎{u和酸酐(用酰鹵時(shí),催化劑用量要大于1mol。用酸酐時(shí),催化劑用量要大于2mol。)討論催化量催化量目前七十八頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)*3反應(yīng)機(jī)理+AlCl3+AlCl-4AlCl3+-AlCl-4++H+AlCl-4+H+AlCl3+HCl目前七十九頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)(2)傅-克?;磻?yīng)的特點(diǎn)特點(diǎn)二:反應(yīng)是不可逆的,不會(huì)發(fā)生取代基的轉(zhuǎn)移反應(yīng)。特點(diǎn)一:?;且粋€(gè)鈍化的間位定位基,所以反應(yīng)能控制在一元取代階段,產(chǎn)率很好。+AlCl3(>2mol)+CH3COOH85%目前八十頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)(3)傅-克酰基化反應(yīng)的應(yīng)用*1制備芳香酮*2制備直鏈烷烴+AlCl3OrZn-Hg/HCl

NH2-NH2,KOH,(HOCH2CH2)2O,~200oC目前八十一頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)*3制備稠環(huán)化合物-哈武斯(Haworth)合成法+AlCl3無(wú)水硝基苯Zn-Hg/HCl還原89%PPA79%Zn-Hg/HClSe(orPd)1CH3MgX2H2OPd-C89%目前八十二頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)6氯甲基化反應(yīng)芳烴在HCHO、濃HCl和ZnCl2(或H2SO4,CH3COOH,AlCl3,SnCl4)作用下,在芳環(huán)上導(dǎo)入-CH2Cl基團(tuán)的反應(yīng)稱(chēng)為氯甲基化反應(yīng)。+HCHO+HCl(濃)ZnCl260oCHCl+HCHO+HCl(濃)ZnCl2取代苯也能發(fā)生氯甲基化反應(yīng)。但酚和芳胺不能用此反應(yīng)。(2)反應(yīng)式:(1)定義:目前八十三頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)(3)反應(yīng)機(jī)理H2C=O+H+H2C-OH-H+HClZnCl2+目前八十四頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)(4)應(yīng)用ArH+HCHO+HCl(濃)ArCH2ClNaOHArCH2OH[O]ArCHOKCNArCH2CNH3O+ArCH2COOHRMgClArCH2R+MgCl2NH3ArCH2NH2R3NArCH2N+R3Cl-H2Pd-CArCH3+HClArCH2X,ArCH2OH,ArCH2NH2

都能被催化氫解。目前八十五頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)7加特曼、科赫反應(yīng)等分子的CO和HCl在AlCl3和CuCl2存在下,與芳香族化合物起親電反應(yīng)導(dǎo)入醛基的反應(yīng)稱(chēng)為加特曼-科赫反應(yīng)。+CO+HClAlCl3-CuCl2+CO+HClAlCl3-CuCl2HSO3Cl+HCOOH+H2SO4CO+HCl不穩(wěn)定,用時(shí)現(xiàn)配,在-60oC氯仿中可保持一小時(shí)。(1)定義:(2)反應(yīng)式:試劑的制備:目前八十六頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)8多元親電取代的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則20%43%17%19%二個(gè)間位定位基定位方向矛盾時(shí),服從強(qiáng)者。二個(gè)定位基定位能力沒(méi)有太大差別時(shí),得混合物。目前八十七頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)1硝化反應(yīng)2鹵化反應(yīng)3磺化反應(yīng)4傅-克烷基化反應(yīng)5傅-克?;磻?yīng)6氯甲基化反應(yīng)7加特曼、科赫反應(yīng)8多元芳香親電取代反應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則芳香親電取代反應(yīng)的應(yīng)用合成各種芳香化合物目前八十八頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)多環(huán)芳烴一多苯代脂烴二苯甲烷三苯甲烷1,2-二苯乙烷鏈烴分子中的氫被兩個(gè)或多個(gè)苯基取代的化合物稱(chēng)為多苯代脂烴1命名多苯代脂烴命名時(shí),一般把苯基作為取代基目前八十九頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)2重要稠環(huán)化合物的名稱(chēng)和結(jié)構(gòu)蒽萘菲1,4,5,8稱(chēng)為位2,3,6,7稱(chēng)為位1,4,5,8稱(chēng)為位2,3,6,7稱(chēng)為位9,10位稱(chēng)為中位有五種不同的位置1-8,2-7,3-6,4-5,9-10。親電取代反應(yīng)最易在萘的位,蒽的中位,菲的9,10位發(fā)生。三稠環(huán)化合物1定義:兩個(gè)或多個(gè)苯環(huán)公用兩個(gè)鄰位碳原子的化合物稱(chēng)為稠環(huán)芳烴。目前九十頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)sp2雜化,平面結(jié)構(gòu),鍵長(zhǎng)不均等(但與普通的單雙鍵又不同)。所以不能用一個(gè)完美的結(jié)構(gòu)式來(lái)表達(dá),平時(shí)用最穩(wěn)定的共振極限式來(lái)表達(dá)。1O32分解二乙酰(10)丙醛酮(1)1O32分解目前九十一頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)(1)萘的氧化3萘的化學(xué)性質(zhì)溫和氧化劑得醌,強(qiáng)烈氧化劑得酸酐。萘環(huán)比側(cè)鏈更易氧化,所以不能用側(cè)鏈氧化法制萘甲酸。電子云密度高的環(huán)易被氧化。目前九十二頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)(2)萘的還原目前九十三頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)+Cl21,4-加成低溫1,2-加成Cl2

低溫-HCl-2HCl1,4-二氯化萘1,2,3,4-四氯化萘1,4-二氯代萘1-氯代萘(3)萘的加成目前九十四頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)*1萘親電取代反應(yīng)的討論萘的-位比-位更易發(fā)生親電取代反應(yīng)。共振論的解釋-位取代兩個(gè)共振式都有完整的苯環(huán)。-位取代只有一個(gè)共振式有完整的苯環(huán)。(4)萘的親電取代反應(yīng)目前九十五頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)分子軌道理論的解釋HOMO軌道的-位電子云密度高,所以-位的親電取代是動(dòng)力學(xué)控制的反應(yīng)。-位的空阻比-位大,所以-位的親電取代是熱力學(xué)控制的反應(yīng)。目前九十六頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)*2萘的硝化和溴化目前九十七頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)*3萘的磺化目前九十八頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)*3萘的酰基化目前九十九頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)*5萘環(huán)上取代基的定位效應(yīng)

從動(dòng)力學(xué)考慮活化基團(tuán)使反應(yīng)在同環(huán)發(fā)生。鈍化基團(tuán)使反應(yīng)在異環(huán)發(fā)生。-位優(yōu)于-位。

從熱力學(xué)考慮6位,7位空阻小,所以,在6,7位取代是熱力學(xué)控制的產(chǎn)物。(磺化,?;釤釤釤嶂髦鞔未沃髦髦髦髂壳耙话夙?yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)*6萘環(huán)取代反應(yīng)實(shí)例Cl2I2(催)HNO3-HOAc80oCH2SO4>150oCC6H5NO2,AlCl3H2SO4HNO3稠環(huán)化合物一般不發(fā)生側(cè)鏈鹵化,因?yàn)榄h(huán)本身活潑目前一百零一頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)4蒽的伯齊還原C2H5OHC2H5OHC2H5OHNa/NH3(液)Na/NH3(液)Na/NH3(液)5菲的氧化KMnO4目前一百零二頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)第八節(jié)休克爾規(guī)則和非苯芳香體系一非苯芳香體系苯系以外的芳香體系統(tǒng)稱(chēng)為非苯芳香體系。

判別單環(huán)化合物是否有芳香性的規(guī)則含有4n+2(n=0,1,2…..)個(gè)電子的單環(huán)的、平面的、封閉共軛多烯具有芳香性。二休克爾規(guī)則目前一百零三頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)三單環(huán)化合物芳香性的判別三元環(huán)SbF5,SO2-75oC,-2Cl無(wú)芳香性無(wú)芳香性有芳香性有芳香性目前一百零四頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)SbF5,SO2-75oC,-2Cl-解釋為何具有芳香性?……….無(wú)芳香性有芳香性四元環(huán)五元環(huán)目前一百零五頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)七元環(huán)+Ph3C+Br-AgNO3+AgBrBr-環(huán)庚三烯正離子1891年合成1954年確定結(jié)構(gòu)1954年制備H在二個(gè)O上迅速交換。有芳香性,與苯酚性質(zhì)相似。易發(fā)生溴化、羥甲基化等親電取代反應(yīng),取代基主要進(jìn)入3,5,7位。7123456奪取負(fù)氫離子卓酚酮目前一百零六頁(yè)\總數(shù)一百二十頁(yè)\編于十八點(diǎn)八元環(huán)4HCCHNi(CN)215-20atm,50oC(70%)能發(fā)生典型的烯烴反應(yīng)。離域能為零。具有單、雙鍵結(jié)構(gòu)。澡盆型。有芳香性無(wú)芳香性2K乙醚C-C鍵鍵長(zhǎng)平均化,均為1.40A。八個(gè)碳原子共平面。*K給出二個(gè)電子。目前一

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