第七章   多环芳烃和非苯芳烃
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第七章 多环芳烃和非苯芳烃. 要求深刻理解和熟练掌握的重点内容有: 萘环的命名;萘环上的化学反应;非苯芳烃及芳香性判据 要求一般理解和掌握的内容有: 芳烃的物理性质;多苯化脂烃;联苯和联多苯 难点: 非苯芳烃及芳香性判据. 第七章 多环芳烃和非苯芳烃. (1) 联苯和联多苯类 (2) 多苯代脂烃类 (3) 稠环芳烃. (1) 联苯和联多苯类. 按照苯环相互联结方式,多环芳烃可分为三种:. 联苯. 对联三苯. 联四苯 (4,4`-二苯基联苯). (2) 多苯代脂烃类. CH 2. CH. 三苯甲烷. 二苯甲烷. 3. 2. 1,2-二苯乙烯.

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第七章 多环芳烃和非苯芳烃

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第七章 多环芳烃和非苯芳烃


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  • 要求深刻理解和熟练掌握的重点内容有:萘环的命名;萘环上的化学反应;非苯芳烃及芳香性判据

  • 要求一般理解和掌握的内容有:芳烃的物理性质;多苯化脂烃;联苯和联多苯

  • 难点:非苯芳烃及芳香性判据


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第七章 多环芳烃和非苯芳烃

(1) 联苯和联多苯类

(2) 多苯代脂烃类

(3) 稠环芳烃

(1) 联苯和联多苯类

按照苯环相互联结方式,多环芳烃可分为三种:

  • 联苯

  • 对联三苯

  • 联四苯

  • (4,4`-二苯基联苯)


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(2) 多苯代脂烃类

CH2

CH

三苯甲烷

二苯甲烷

3

2

1,2-二苯乙烯

CH=CH

(3) 稠环芳烃


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  • 间 邻

7.1 联苯及其衍生物

(1) 联苯环上碳原子的位置编号:

苯基是邻,对位取代基.取代基主要进入苯基的对位.


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HNO3

H2SO4

HNO3

H2SO4

(2) 联苯的硝化反应:

钝化基团、异环取代

4,4’-二硝基联苯(主要产物)

2,4’-二硝基联苯


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(3) 联苯化合物的对映异构

镜面


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7.2 稠环芳烃

7.2.1 萘

A:萘的结构

0.142nm

0.137nm

(1) 萘的结构和命名

0.139nm

0.140nm


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萘的分子轨道示意图

  • 萘分子结构的共振结构式:


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8

1

7

2

3

6

5

4

NO2

CH3

Cl

Cl

NO2

SO3H

B:萘的命名:

萘环的编号:

-氯萘

2-氯萘

-氯萘

2 -氯萘

对甲萘磺酸

4-甲基-1-萘磺酸

1,5-二硝基萘


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1,8-二硝基萘

8-硝基-1-萘酚

2,7-萘二磺酸

7-异丙基-2-萘磺酸


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(2) 萘的性质

物理性质:白色结晶,易升华,m.p85℃,b.p218℃。

化学性质:萘比苯活泼,萘的α-位更活泼。

  • 萘具有255kJ/mol的共振能(离域能),苯(高)具有152 kJ/mol, 所以萘的稳定性比苯弱,萘比苯容易发生加成 和氧化反应,萘的取代反应也比苯容易进行.

(A) 取代反应

  • 萘可以起卤化,硝化,磺化等亲电取代反应;

  • 萘的位比位活性高,一般得到取代产物.


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*萘的位比位活性高的解释

二个苯环结构

  • 萘的位取代时,中间体碳正离子的共振结构式:

萘的位取代时,中间体碳正离子的共振结构式:

只有一个苯环结构

(a) 卤化


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(b) 硝化


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(c) 磺化


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(B) 加氢

十氢化萘的两种构象异构体

顺式十氢化萘

反式十氢化萘

反式构象比顺式稳定.


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(C) 氧化反应


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致活基团,同环取代

(3) 萘环的取代规律

致钝基团,异环取代


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7.2.2其它稠环芳烃

除了萘以外,其它比较重要的稠环芳烃还有蒽和菲等


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7.3 非苯芳烃

  • 芳香性化合物具有如下性质:

①易进行亲电取代反应,不易加成、氧化,具有特殊稳定性;

②氢化热或燃烧热表明其有离域能;


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平面结构的环状离域体系,如果其π电子数符合休克尔(Hückel)规则,就具有芳香性。

休克尔(Hückel)规则:具有平面的离域体系的单环化合物,其π电子数若为4n+2(n=0,1,2,…整数),就具有芳香性。


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环多烯(CnHn)的分子轨道能级和基态电子构型图


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⑴. 苯、萘、蒽、菲的芳香性

苯 电子数=6

萘 电子数=10

蒽 电子数=14

菲 电子数=14


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⑵. 芳香离子

H-

芳香性

电子数=2

环丙烯正离子

环戊二烯负离子

芳香性


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环庚三烯正离子

芳香性

电子数=6

环辛四烯

电子数=6

环辛四烯二负离子

非平面结构

芳香性

非芳香性


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补充: 环丁二烯的反芳香性

凡电子数符合4n的离域的平面环状体系, 这类化合物不但没有芳香性,而且它们的能量都比相应的直链多烯烃要高的多,即它们的稳定性很差.所以通常叫做反芳香性化合物.


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(3) 轮烯

p

电子数:14

符合4n+2规则(n=3)

H

H

H

H

非平面结构(轮内氢原子斥力较大

无芳香性

[10]轮烯

[14]轮烯


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[18]轮烯

(4)并联环系

电子数=10


P157 2 3 5 6 7

作业(P157)

2、3、5、6、7


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