医用化学第12章-环烃课件
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有机化学ppt课件第十二章
另：酮的普通命名法：与醚相似，“酮”字前加上 两边羰基的名称，如甲乙酮，二乙酮等
3. 物理性质： 4.波谱 IR：C=O υC=O 1750~1680cm-1（V.S） -CHO υC-H 2665~2880cm-1 当C=O与芳环或双键共轭时， υC=O移向低波数
1HNMR：-CHO：δ H
9~10ppm（低场）
+
N
N H
苯
+
H2 O
烯胺
过程：
H C C
H OH C C
H
+
H C C
H OH C C
O
+
HNR2 + OH
+
+ NHR2
-H
H
NR2
H
+ OH2 NR .. 2
- H2 O
H C C
C C
+ NR2
-H
&意：a. 醛酮与一级胺反应生成亚胺（西佛碱）
b. 含α-H的醛酮与二级胺反应生成烯胺
H
H
CH3 OH
三、醛和酮的酮—烯醇平衡及有关反应 （α-活泼氢引起的反应） 1. 酮—烯醇平衡
H CH2 C CH3
OH
: CH2 C CH3 .. O:
CH2
O
K
CH2
C
-
OH
CH3
OH
C CH3
.. O .. :
说明： a. 酮和烯醇在酸或碱催化下，迅速形成动态平衡 b. 酮—烯醇平衡一般远远偏向酮式一边，但要受 结构影响 c. 在碱作用下，醛、酮可转变为烯醇盐，烯醇盐 是一两可离子，既可作为碳亲核体，又可作为 氧亲核体 d. 由于羰基的影响，α-H具有酸性 e. 不对称碳原子在羰基的α位，且具有α-H时，在 碱性溶液中会发生外消旋化
环烃
单环芳香烃的化学性质
苯及同系物具有特殊的“芳香性”。 芳香性：难加成，难氧化，易取代，环系稳定。 取代反应最重要。
亲电取代反应 （1）卤代反应
铁粉或卤化铁作催化剂，主要氯代和溴代
邻、对位
（2）硝化反应
浓硝酸及浓硫酸的混合物（混酸）共热 硝基苯进行硝化反应比苯要难，间位 苯的同系物硝化反应比苯容易，邻、对位。
普通环（5～7个碳）和小环（3～4个碳）。 称环某烷,环戊烷和环己烷最常见。
环丙烷 环丁烷 环戊烷 环己烷
1,2,4-三甲基环己烷 1-甲基-4-异丙基环己烷
环烯烃(CnH2n-2)，与二烯烃互为同分异构体。 称环某烯，双键位次为最小（1,2位）
4-甲基-1-环己烯 3-甲基-1-环己烯
4. 芳香烃与烯烃相比较，不具有的性质是。（ C ）
A、难加成
B、 难氧化
C、容易与溴水发生加成反应 反应
D、 容易发生亲电取代
写出主要产物
正确 错误
1,6-二甲基-1-环己烯 正确 2,3-甲基-1-环己烯 错误
环烷烃的物理性质
随着式量的增大而增大； 环烷烃熔点沸点比同碳数的烷烃略高。
环烷烃的化学性质
1、游离基取代
环烷烃与卤素进行游离基取代。
2、加成反应
（1）加H2
环烷烃可进行催化氢化反应生成链状的烷烃 。
环的大小不同，反应的难易程度也不一样。
间位
邻、对位
（3）磺化反应
浓硫酸在75-80℃或发烟硫酸（SO3+浓H2SO4）在40℃时反 应，生成苯磺酸。
苯的同系物磺化反应比苯容易。 磺酸是有机强酸，易溶于水，其酸性可与无机强酸相比。 磺化反应是可逆反应，可利用来保护芳环上某一个位置。
烃—脂环烃(医用化学课件)
1.下列脂环烃中，最稳定的化合物是（ ）
A.环丙烷
B.环丁烷 C.环戊烷 D.环己烷
2.下列各组化合物，可用酸性高锰酸钾进行鉴别的是（ ）
A.环丙烷和环丁烷 B.环丁烷和环戊二烯
C.环戊烷和甲烷
D.环己烷和己烷
3.下列脂环烃中，最容易与溴发生加成反应的是（ ）
A.环己烷
B.环丁烷 C.环丙烷
D.环戊烷
CH2CH2CH2
Br Br
加热
＋ Br2
CH2CH2CH2CH2
Br
Br
3．加卤化氢
CH3
＋ HBr 室温
CH3CHCH2CH2
Br H
加成时，遵循马氏规则，氢加在含氢较多的碳原子上。环的 断裂主要是在连有最多氢和最少氢的碳原子之间进行。
常温下环丁烷、环戊烷、环己烷等与HX不反应。
（三）氧化反应
环烷烃与烷烃相似，不易被氧化，即使是最不稳定的环丙 烷，在室温也不被高锰酸钾所氧化，利用此性质，可以鉴 别环烷烃与烯烃。但在加热时， 用硝酸等强氧化剂氧化环 己烷等，则开环生成二元酸。
五、结构与稳定性
1. Baeyer张力学说（1885年）
sp3 碳原子键角应为109。28’, 任何与此正常键角的偏差， 都会引起分子的张力，这种张力具有力图恢复正常键角的 趋势。我们把这种张力叫角张力。
2. 环丙烷的结构特点
环丙烷的键角为60°，偏离正常的键角49.5°，具有很大 的角张力，因而很不稳定。如果按正常sp3杂化轨道成键，是 一件非常困难的事情。
在三元环中，碳原子进行不等性杂化，杂化轨道只能部 分重叠，产生如下图b所示的弯曲键。
环丙烷采取重叠式构象。所以容易破环。此外，环丙烷C－C键为弯曲 键，有点类似于烯烃的键，可以发生类似于烯烃的加成反应。
基础化学十二章环烃
、 C6H5
苯基
CH2
或 C6H5CH2
苄基或苯甲基
第十二章
5．芳烃衍生物
NO2 Cl
环烃
Cl
CH3
硝基苯
NH2
氯苯
OH CHO
间氯甲苯
COOH
苯胺
苯酚
苯甲醛
苯甲酸
第十二章
环烃
NO2
Cl
NH2 COOH
OH
SO3H
间氯苯酚 （3-氯苯酚）
邻胺基苯甲酸 （2-胺基苯甲酸）
对硝基苯磺酸 （4-硝基苯磺酸）
第十二章
环烃
单环烷烃的命名与烷烃基本相同，只是在“某烷”前加 一“环”字，环烷烃若有取代基时，它所在位置的编号仍遵 循“最低系列”原则。
CH2 CH2
CH2
CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH CH3 CH2
CH2 CH CH2CH3
²Î » ì Í é
³» ¼ ù » ²¶ ¡ Í é
Ò » ù » ²± û Í é
+ CH3CH2Cl
无水AlCl3
CH2CH3
+ HCl
这是向苯环上引入烷基的方法之一。当用酰卤或酸酐代替卤 代烷时，则可发生傅—克酰基化反应生成相应的酮。
O O
－ －
+ CH3－C－Cl
无水AlCl3
C－CH3
－ －
+ HCl
第十二章
2．加成反应 加氢
环烃
+ 3H2
Ni
180-250℃
Cl
紫外线
第十二章
环烃
苯的凯库勒式可说明苯分子的组成及原子相互连接次序， 并表明碳原子是四价的，六个氢原子的位置等同，因而可 以解释苯的一元取代产物只有一种的事实。但不能解释苯 的邻位二元取代产物只有一种的实验事实。按凯库勒式推 测苯的邻位二元取代产物，应有以下两种：
医用化学精品课件-环烃PPT课件
2020年10月2日
9
二、环烷烃的结构
（二）环己烷的构象
CH3
95%
2020年10月2日
CH3
5%
10
二、环烷烃的结构
（二）环己烷的构象
CHC 3H3
稳定构象
(CH3)3C
CH3 CH3
构象难转变 CH3
2020年10月2日
11
二、环烷烃的结构
（三）十氢化萘的构象和构型
H ee
ee H H
H
e
甲苯 乙苯 苯乙烯 苯乙炔
CH3 CH3
CH3
CH3
邻二甲苯
CH3
间二甲苯
CH3
对二甲苯
ortho, o meta, m para, p
2020年10月2日
25
二、苯同系物的异构现象和命名
CH3 CH3
CH3
连三甲苯
CH3 CH3
CH3
偏三甲苯
CH3
CH3
CH3
均三甲苯
C6H5- 苯基 C6H5CH2- 苄基
22
一、苯的结构(Structure of Benzene)
凯库勒式 实验证实
H C HC CH
或 HC CH
C
H
X X
=
X X
如何解释？
2020年10月2日
23
一、苯的结构
第一课件网网站
2020年10月2日
24
二、苯同系物的异构现象和命名
C H3
C H2 C H3 C H=C H2 C C H
按照它们的结构中所含苯环数目和连 接方式，苯型芳香烃又可分为单环芳香烃 和多环芳香烃两类。
2020年10月2日
有机化学课件第五版汪小兰环烃PPT课件
6个p 轨道相互交盖，形成一个“环闭”大p 键。
第33页/共86页
苯的结构
氢化热： H2
△H=－119.7kj/mol
H2
△H=－208.4kj/mol
共轭能=苯氢化热-3倍环己烯氢化热=150.7kj/mol
3、苯结构的表示方法
第34页/共86页
芳香性的判断
休克尔（ Hückel）规则 含有4n+2个π电子的平面环状化合物具有芳香性。
第17页/共86页
透视式：
250pm
56 1
4 32
一取代：
0.25nm CH3
183pm
4 5No6 1 Image
32
CH3
第18页/共86页
二取代: 取代基可以在环面的同侧或反侧，有几何异构体。
例：1，2-二甲基环已烷，反式稳定
H3C H
CH3 H
顺-1,2-二甲基环已烷（a e型）
H
H3C H
CH3
2 1
苯基
2-甲苯基 邻甲苯基
CH3
3
2 CH3
1
2,3-二甲苯基
CH2
苯甲基 苄基
第40页/共86页
四、芳烃的物理性质
• 无色有芳香气味的液体（苯及其同系物）。 • 不溶入水，易溶于有机溶剂。 • 密度0.86--0.93。 • 有一定的毒性，燃烧带黑烟。 • 液态芳烃是一种良好溶剂。
第41页/共86页
+ CH3CH2CH2Cl 无水AlCl3 +
CH2CH2CH3 31～35%
CH
CH3 CH3
65～69% 异构化
CH3
反-1,2-二甲基环已烷（e e型）
HH
第33页/共86页
苯的结构
氢化热： H2
△H=－119.7kj/mol
H2
△H=－208.4kj/mol
共轭能=苯氢化热-3倍环己烯氢化热=150.7kj/mol
3、苯结构的表示方法
第34页/共86页
芳香性的判断
休克尔（ Hückel）规则 含有4n+2个π电子的平面环状化合物具有芳香性。
第17页/共86页
透视式：
250pm
56 1
4 32
一取代：
0.25nm CH3
183pm
4 5No6 1 Image
32
CH3
第18页/共86页
二取代: 取代基可以在环面的同侧或反侧，有几何异构体。
例：1，2-二甲基环已烷，反式稳定
H3C H
CH3 H
顺-1,2-二甲基环已烷（a e型）
H
H3C H
CH3
2 1
苯基
2-甲苯基 邻甲苯基
CH3
3
2 CH3
1
2,3-二甲苯基
CH2
苯甲基 苄基
第40页/共86页
四、芳烃的物理性质
• 无色有芳香气味的液体（苯及其同系物）。 • 不溶入水，易溶于有机溶剂。 • 密度0.86--0.93。 • 有一定的毒性，燃烧带黑烟。 • 液态芳烃是一种良好溶剂。
第41页/共86页
+ CH3CH2CH2Cl 无水AlCl3 +
CH2CH2CH3 31～35%
CH
CH3 CH3
65～69% 异构化
CH3
反-1,2-二甲基环已烷（e e型）
HH
医用有机化学课件：环烃 (脂环烃)
有机化学
二、環烷烴的結構（p38）
❖環丙烷 C-C-C 鍵角 105.5º
❖ 三個碳原子在一個平面 ❖ 部分重疊，“彎曲鍵”，與正常的σ鍵相比，存在
張力（達到最大重疊 的傾向），因此內能較高， 環不穩定。 ❖ 化學性質活潑：電子雲分佈在兩個原子連線外側，
易受親電試劑的進攻，如鹵素、鹵化氫。有机化学
❖ 編號:小環與螺原子相鄰的碳→小環→螺原子→大環。
官能團或取代基位次最小。
螺[3.5]壬烷
❖寫名稱：螺 [× . × ]某烷(烯),取代基寫在前面
↓↓
小環碳個數 大環碳個數
（不包括螺原子） （不包括螺原子）
有机化学
1,5-二甲基螺[2.4]庚烷 1-甲基螺[3.5]-5-壬烯 有机化学
(2) 橋環烴的命名
脂 脂環烴
環烯烴
環
不飽和脂環烴
烴 多環 螺環烴
環炔烴
脂環烴 橋環烴
脂環烴還可分為小環（3～4個碳）、常見環（5～6
個碳）、中環（7～12個碳）和大環（>12個有碳机）化。学
（二）脂環烴的命名
1.單環脂環烴的命名
❖ 簡單環烷烴：稱“環某烷”
環戊烷 1,2,4-三甲基環己烷 1-甲基-4-異丙基環己烷 ❖ 若支鏈複雜，則把環當取代基。
❖ 兩環共用的碳原子稱為橋頭碳原子，其餘的 稱為橋（鏈）碳原子，稱為二環烴。
❖ 編號：一個橋頭碳→最長橋→另一個橋頭碳 →次長橋→最短橋。
二環[4.2.0]辛烷
❖寫出名稱:二環[↓×. ×↓. ↓× ]某烷,取代基寫在前面。
最長橋碳數
次長橋 最短橋碳數 碳數
（不包括橋頭碳）
有机化学
2,9-二甲基二環[4.4.0]癸烷 2,7,7-三甲基二環[2.2.1]庚烷
二、環烷烴的結構（p38）
❖環丙烷 C-C-C 鍵角 105.5º
❖ 三個碳原子在一個平面 ❖ 部分重疊，“彎曲鍵”，與正常的σ鍵相比，存在
張力（達到最大重疊 的傾向），因此內能較高， 環不穩定。 ❖ 化學性質活潑：電子雲分佈在兩個原子連線外側，
易受親電試劑的進攻，如鹵素、鹵化氫。有机化学
❖ 編號:小環與螺原子相鄰的碳→小環→螺原子→大環。
官能團或取代基位次最小。
螺[3.5]壬烷
❖寫名稱：螺 [× . × ]某烷(烯),取代基寫在前面
↓↓
小環碳個數 大環碳個數
（不包括螺原子） （不包括螺原子）
有机化学
1,5-二甲基螺[2.4]庚烷 1-甲基螺[3.5]-5-壬烯 有机化学
(2) 橋環烴的命名
脂 脂環烴
環烯烴
環
不飽和脂環烴
烴 多環 螺環烴
環炔烴
脂環烴 橋環烴
脂環烴還可分為小環（3～4個碳）、常見環（5～6
個碳）、中環（7～12個碳）和大環（>12個有碳机）化。学
（二）脂環烴的命名
1.單環脂環烴的命名
❖ 簡單環烷烴：稱“環某烷”
環戊烷 1,2,4-三甲基環己烷 1-甲基-4-異丙基環己烷 ❖ 若支鏈複雜，則把環當取代基。
❖ 兩環共用的碳原子稱為橋頭碳原子，其餘的 稱為橋（鏈）碳原子，稱為二環烴。
❖ 編號：一個橋頭碳→最長橋→另一個橋頭碳 →次長橋→最短橋。
二環[4.2.0]辛烷
❖寫出名稱:二環[↓×. ×↓. ↓× ]某烷,取代基寫在前面。
最長橋碳數
次長橋 最短橋碳數 碳數
（不包括橋頭碳）
有机化学
2,9-二甲基二環[4.4.0]癸烷 2,7,7-三甲基二環[2.2.1]庚烷
医用化学-烃
2. 五元环和六元环
• 环戊烷和环己烷的键角均接近于109°28′电子云 近于呈直线重叠结构稳定
• 成环的原子不在一个平面内。 • 六元环有两种优势构象：船式和椅式。
有机分子中，由于单键的旋转或扭曲（键并 未断裂），致使各原子或原子团在空间产生不 同的排列方式。
H2C
CH2
H2C
CH2
C
H2
环戊烷
H2C
CH2-CH2-CH3
H2C
CH2-CH3
C
H2 1-甲基-2-乙基环戊烷
H2 C H2C CH
H2C C H
H2 C
CH
1，3-环己二烯
H2C CH
H2C
C
C
CH3
H
2-甲基-1，3环己二烯
二、脂环烃的结构和化学性质
以环烷烃为例： • 烷烃的键角109°28′，当形成环时，键角发生
4-甲基-2-戊烯
CH3
–
CH |
–
C |
=CH2
C| H2 CH3
CH3
2，3-二甲基-1-戊烯
CH3-C=CH-CH3 | CH3
2-甲基-2-丁烯
C| H3 CH3-CH2-C| -CH=CH2
CH3
3，3-二甲基-1-戊烯
4、含有多个不饱和键的烃的命名
若分子中含有两个C=C双键，则取含有两个C=C双键的最 长的碳链为主链，称为“某二烯”
链烃的同分异构现象——碳链异构
如：分子式C4H10的丁烷
CH3-CH2-CH2-CH3
CH3-C| H-CH3 CH3
碳链异构： 同分异构现象中，若分子式相同，而分子中
碳原子的连接次序或方式不同而形成不同的碳链 的异构现象。
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肪烃分子中的氢原子被苯基取代生成的芳香烃。
CH2
CH
二苯甲烷
三苯甲烷
(2) 联苯类多环芳香烃：联苯类多环芳香烃的
结构特点是苯环之间以单键相连接。
联苯
对三联苯
(3) 稠环芳香烃：稠环芳香烃是两个或两个以 上苯环共用两个相邻碳原子生成的多环芳香烃。
CH3
萘
α-甲基萘
蒽
二、单环芳香烃的构造异构和命名
C| H3
Br |
+ HBr CH3—CH—CH2—CH3
环丁烷及其烷基衍生物能与碘化氢发生开环加
成反应。四个碳以上的环烷烃及衍生物很难与卤化
氢发生开环加成反应。
第二节 芳 香 烃
一、芳香烃的分类 二、单环芳香烃的构造异构和命名 三、苯的结构 四、单环芳香烃的物理性质 五、单环芳香烃的化学性质
一、芳香烃的分类
CH3CH2CHCH(CH3)2
C CH CH2 CH CH2
2-甲基-3-苯基戊烷
苯乙炔 3-苯基丙烯
芳香烃分子中去掉一个氢原子后剩余的基团称
为芳香基。常见的芳香基有苯基和苄基：
CH2
苯基
苄基(苯甲基)
三、苯的结构
苯分子是由六个碳原子和六个氢原子组成的。苯 分子的六个碳原子和六个氢原子都在同一平面上，六 个碳原子组成一个正六边形碳环，六个碳-碳键的键长 相等，所有的键角均为 120º。
CH3 CH3
(二) 单环芳香烃的命名
H3C
CH3
(1) 以苯环为母体，以烃基为取代基，称为
“某烃基苯”。当苯环上有两个或两个以上取代
基时，可用阿拉伯数字标明其位次。
CH3
C2H5 CH3
CH3
1,3-二甲苯
CH3 1,2-二甲基-3-乙基苯
(2) 当苯环上连接复杂烃基或不饱和烃基时，常 以苯基为取代基命名。
反应，苯分子中的氢原子被氯原子或溴原子取代，
生成氯苯或溴苯：
+ Cl2
FeCl3 55 ~ 66 ℃
Cl + HCl
在催化剂存在下，烷基苯也能与卤素发生苯环
上的取代反应，反应比苯容易进行，主要产物是邻
位和对位取代物。
CH3
+ Br2
FeBr3 25℃
CH3
CH3
Br
+
Br
在光照、加热或有过氧化物存在下，烷基苯与 卤素作用，苯环侧链上的氢原子被卤原子取代。
第十二章 环 烃
第一节 脂环烃 第二节 芳香烃
第一节 脂 环 烃
一、单环脂环烃的命名 二、环烷烃的物理性质 三、环烷烃的化学性质
一、单环脂环烃的命名
只含有一个碳环结构的脂环称为单环脂环烃。为 了书写简便，常用平面正多边形表示碳环骨架。
环丙烷
环丁烷
环戊烷
脂环烃命名时，单环烷烃按成环碳原子数称为
“环某烷”，环上的支链作为取代基，取代基的位置
苯分子中的大π键
四、单环芳香烃的物理性质
苯及其同系物多数为液体，具有特殊的香味， 它们的蒸气具有毒性，能引起肝损伤及损坏造血器 官和神经系统，并能导致白血病。苯及其同系物比 水轻，不溶于水，而溶于石油醚、醇、醚等有机溶 剂。
五、单环芳香烃的化学性质
(一) 取代反应
1. 卤代反应
苯在三卤化铁或三卤化铝催化下，与氯气或溴
Cl + HCl
1. 催化加氢 在催化剂存在下，环丙烷、环丁烷和环戊烷与
氢气发生开环加成反应，生成烷烃。
+ CHl22
Ni 2及高级环烷烃一般不发生催化加氢反应。
2. 与卤素加成 环丙烷和环丁烷都能与溴发生开环加成反应，
其中环丙烷在室温下即可进行反应，而环丁烷则需 在加热下才能进行反应：
用环上碳原子的编号表示。当环上有多个取代基时，
将环上碳原子按最低序列原则编号，给较优基团较大的
编号，并使所有取代基编号尽可能小。环烯烃和环炔
烃编号时，双键碳原子或三键碳原子的编号为 1、2 位
次。
CH3
甲基环己烷
CH3 C2H5
1-甲基-2-乙基环己烷
CH3
CH3
1,3-二甲基环己烷
CH3
4-甲基环己烯
+ HNO3 (发烟)
浓 H2SO4 95 ℃
+ H2O
NO2
烷基苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物作用，也发
生苯环上的硝化反应，反应比苯容易进行，主要产 物是邻位和对位取代物。
CH3
+ HNO3 (浓)
浓 H2SO4 30 ℃
CH3
CH3
NO2 +
NO2
3. 磺化反应
苯与浓硫酸或发烟硫酸作用，苯环上的氢原子
CH3 + Cl2 光
CH2Cl + HCl
2. 硝化反应 苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物作用，苯环上的
氢原子被硝基取代，生成硝基苯，这类反应称为硝 化反应。
+
HNO3 (浓 )
浓 H2SO4 50 ~ 60 ℃
NO2
+ H2O
硝基苯在更高的温度下与发烟硝酸和浓硫酸作 用，主要生成间二硝基苯：
NO2
NO2
二、环烷烃的物理性质
环烷烃的沸点、熔点、密度都比同数碳的烷烃 略高。低级环烷烃为气体，从环戊烷开始为液体， 高级环烷烃为固体。环烷烃的密度小于 1 g·cm－3， 比水轻，不溶于水。
三、环烷烃的化学性质
(一) 取代反应
在紫外光照射或高温下，环烷烃与氯气或溴发 生取代反应。
紫外光
+ Cl2
(二) 加成反应
+ 3H2
Ni 200 ℃
在紫外光照射下，苯与氯气发生加成反应，生
成六氯化苯：
Cl
Cl
Cl
+ 3Cl2
紫外光 50 ℃
Cl
Cl
Cl
(三) 氧化反应
苯环比较稳定，很难被氧化，但连有侧链的烷 基苯则容易被氧化。烷基苯的侧链不论长短，只要
有α- 氢原子，均可被高锰酸钾等强氧化剂氧化为 苯甲酸。没有α-氢原子的烷基苯，则很难被氧化。
通常把含有苯环结构的烃称为芳香烃。而把不 含苯环结构又具有苯的特性的烃称为非苯芳香烃。
(一) 单环芳香烃 分子中只含有一个苯环的芳香烃称为单环芳香
烃。单环芳香烃包括苯、苯的同系物和苯取代的不 饱和烃。
(二) 多环芳香烃 分子中含有两个或两个以上苯环的芳香烃称为
多环芳香烃。 (1) 多苯代脂肪烃：多苯代脂肪烃可看作是脂
被磺酸基取代，生成苯磺酸，这类反应称为磺化反
应。
+ HOSO3H(浓) 70 ~ 80 ℃
SO3H
+ H2O
4. 烷基化反应 在无水氯化铝等催化剂催化下，苯环上的氢原
子被烷基取代的反应称为傅氏烷基化反应，简称烷 基化反应。
+R
Cl
AlCl3 0 ~ 25 ℃
R + HCl
(二) 加成反应
在一定条件下，苯及其同系物也可以发生催化 加氢反应。
++ BClr22 △ CH2BrCH2CH2CH2Br 3. 与卤化氢加成
环丙烷及其烷基衍生物与卤化氢发生开环加成 反应。
烷基环丙烷+与H卤Br化氢发C生H3开CH环2C加H成2B反r 应，在连 接烷基最多的环碳原子与连接烷基最少的环碳原子 之间开环，卤原子加到含氢较少的碳原子上，而氢 原子则加到含氢较多的碳原子上。
(一) 单环芳香烃的构造异构
苯及其同系物的通式为 CnH2n－6(n≥6)。 当苯环上的取代基含有三个或三个以上碳原子 时，产生构造异构体。
CH2 CH2 CH3
CH3 CH CH3
当苯环上有两个或两个以上取代基时，由于取 代基在苯环上的相对位置的不同，产生异构现象。
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH2
CH
二苯甲烷
三苯甲烷
(2) 联苯类多环芳香烃：联苯类多环芳香烃的
结构特点是苯环之间以单键相连接。
联苯
对三联苯
(3) 稠环芳香烃：稠环芳香烃是两个或两个以 上苯环共用两个相邻碳原子生成的多环芳香烃。
CH3
萘
α-甲基萘
蒽
二、单环芳香烃的构造异构和命名
C| H3
Br |
+ HBr CH3—CH—CH2—CH3
环丁烷及其烷基衍生物能与碘化氢发生开环加
成反应。四个碳以上的环烷烃及衍生物很难与卤化
氢发生开环加成反应。
第二节 芳 香 烃
一、芳香烃的分类 二、单环芳香烃的构造异构和命名 三、苯的结构 四、单环芳香烃的物理性质 五、单环芳香烃的化学性质
一、芳香烃的分类
CH3CH2CHCH(CH3)2
C CH CH2 CH CH2
2-甲基-3-苯基戊烷
苯乙炔 3-苯基丙烯
芳香烃分子中去掉一个氢原子后剩余的基团称
为芳香基。常见的芳香基有苯基和苄基：
CH2
苯基
苄基(苯甲基)
三、苯的结构
苯分子是由六个碳原子和六个氢原子组成的。苯 分子的六个碳原子和六个氢原子都在同一平面上，六 个碳原子组成一个正六边形碳环，六个碳-碳键的键长 相等，所有的键角均为 120º。
CH3 CH3
(二) 单环芳香烃的命名
H3C
CH3
(1) 以苯环为母体，以烃基为取代基，称为
“某烃基苯”。当苯环上有两个或两个以上取代
基时，可用阿拉伯数字标明其位次。
CH3
C2H5 CH3
CH3
1,3-二甲苯
CH3 1,2-二甲基-3-乙基苯
(2) 当苯环上连接复杂烃基或不饱和烃基时，常 以苯基为取代基命名。
反应，苯分子中的氢原子被氯原子或溴原子取代，
生成氯苯或溴苯：
+ Cl2
FeCl3 55 ~ 66 ℃
Cl + HCl
在催化剂存在下，烷基苯也能与卤素发生苯环
上的取代反应，反应比苯容易进行，主要产物是邻
位和对位取代物。
CH3
+ Br2
FeBr3 25℃
CH3
CH3
Br
+
Br
在光照、加热或有过氧化物存在下，烷基苯与 卤素作用，苯环侧链上的氢原子被卤原子取代。
第十二章 环 烃
第一节 脂环烃 第二节 芳香烃
第一节 脂 环 烃
一、单环脂环烃的命名 二、环烷烃的物理性质 三、环烷烃的化学性质
一、单环脂环烃的命名
只含有一个碳环结构的脂环称为单环脂环烃。为 了书写简便，常用平面正多边形表示碳环骨架。
环丙烷
环丁烷
环戊烷
脂环烃命名时，单环烷烃按成环碳原子数称为
“环某烷”，环上的支链作为取代基，取代基的位置
苯分子中的大π键
四、单环芳香烃的物理性质
苯及其同系物多数为液体，具有特殊的香味， 它们的蒸气具有毒性，能引起肝损伤及损坏造血器 官和神经系统，并能导致白血病。苯及其同系物比 水轻，不溶于水，而溶于石油醚、醇、醚等有机溶 剂。
五、单环芳香烃的化学性质
(一) 取代反应
1. 卤代反应
苯在三卤化铁或三卤化铝催化下，与氯气或溴
Cl + HCl
1. 催化加氢 在催化剂存在下，环丙烷、环丁烷和环戊烷与
氢气发生开环加成反应，生成烷烃。
+ CHl22
Ni 2及高级环烷烃一般不发生催化加氢反应。
2. 与卤素加成 环丙烷和环丁烷都能与溴发生开环加成反应，
其中环丙烷在室温下即可进行反应，而环丁烷则需 在加热下才能进行反应：
用环上碳原子的编号表示。当环上有多个取代基时，
将环上碳原子按最低序列原则编号，给较优基团较大的
编号，并使所有取代基编号尽可能小。环烯烃和环炔
烃编号时，双键碳原子或三键碳原子的编号为 1、2 位
次。
CH3
甲基环己烷
CH3 C2H5
1-甲基-2-乙基环己烷
CH3
CH3
1,3-二甲基环己烷
CH3
4-甲基环己烯
+ HNO3 (发烟)
浓 H2SO4 95 ℃
+ H2O
NO2
烷基苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物作用，也发
生苯环上的硝化反应，反应比苯容易进行，主要产 物是邻位和对位取代物。
CH3
+ HNO3 (浓)
浓 H2SO4 30 ℃
CH3
CH3
NO2 +
NO2
3. 磺化反应
苯与浓硫酸或发烟硫酸作用，苯环上的氢原子
CH3 + Cl2 光
CH2Cl + HCl
2. 硝化反应 苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物作用，苯环上的
氢原子被硝基取代，生成硝基苯，这类反应称为硝 化反应。
+
HNO3 (浓 )
浓 H2SO4 50 ~ 60 ℃
NO2
+ H2O
硝基苯在更高的温度下与发烟硝酸和浓硫酸作 用，主要生成间二硝基苯：
NO2
NO2
二、环烷烃的物理性质
环烷烃的沸点、熔点、密度都比同数碳的烷烃 略高。低级环烷烃为气体，从环戊烷开始为液体， 高级环烷烃为固体。环烷烃的密度小于 1 g·cm－3， 比水轻，不溶于水。
三、环烷烃的化学性质
(一) 取代反应
在紫外光照射或高温下，环烷烃与氯气或溴发 生取代反应。
紫外光
+ Cl2
(二) 加成反应
+ 3H2
Ni 200 ℃
在紫外光照射下，苯与氯气发生加成反应，生
成六氯化苯：
Cl
Cl
Cl
+ 3Cl2
紫外光 50 ℃
Cl
Cl
Cl
(三) 氧化反应
苯环比较稳定，很难被氧化，但连有侧链的烷 基苯则容易被氧化。烷基苯的侧链不论长短，只要
有α- 氢原子，均可被高锰酸钾等强氧化剂氧化为 苯甲酸。没有α-氢原子的烷基苯，则很难被氧化。
通常把含有苯环结构的烃称为芳香烃。而把不 含苯环结构又具有苯的特性的烃称为非苯芳香烃。
(一) 单环芳香烃 分子中只含有一个苯环的芳香烃称为单环芳香
烃。单环芳香烃包括苯、苯的同系物和苯取代的不 饱和烃。
(二) 多环芳香烃 分子中含有两个或两个以上苯环的芳香烃称为
多环芳香烃。 (1) 多苯代脂肪烃：多苯代脂肪烃可看作是脂
被磺酸基取代，生成苯磺酸，这类反应称为磺化反
应。
+ HOSO3H(浓) 70 ~ 80 ℃
SO3H
+ H2O
4. 烷基化反应 在无水氯化铝等催化剂催化下，苯环上的氢原
子被烷基取代的反应称为傅氏烷基化反应，简称烷 基化反应。
+R
Cl
AlCl3 0 ~ 25 ℃
R + HCl
(二) 加成反应
在一定条件下，苯及其同系物也可以发生催化 加氢反应。
++ BClr22 △ CH2BrCH2CH2CH2Br 3. 与卤化氢加成
环丙烷及其烷基衍生物与卤化氢发生开环加成 反应。
烷基环丙烷+与H卤Br化氢发C生H3开CH环2C加H成2B反r 应，在连 接烷基最多的环碳原子与连接烷基最少的环碳原子 之间开环，卤原子加到含氢较少的碳原子上，而氢 原子则加到含氢较多的碳原子上。
(一) 单环芳香烃的构造异构
苯及其同系物的通式为 CnH2n－6(n≥6)。 当苯环上的取代基含有三个或三个以上碳原子 时，产生构造异构体。
CH2 CH2 CH3
CH3 CH CH3
当苯环上有两个或两个以上取代基时，由于取 代基在苯环上的相对位置的不同，产生异构现象。
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3