有机化学课件 第二版 高占先主编 (第7章 芳香烃)
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有机化学实验全套教学课件
考核办法
➢ 笔试占30%，笔试不过，有机化学实验成 绩不过。
➢ 总成绩：30%笔试+20%出勤+20%操作 +30%实验报告
有机实验项目顺序
环己烯的制备 P83 1-溴丁烷的制备 P89 苯甲酸的制备及提纯 P108 乙酰苯胺的制备及提纯 P116 肉桂酸的制备 P145 正丁醚的制备 P101
➢药品不要沾在皮肤上，尤其是极毒的药品。实验完 毕后应立即洗手。称量任何药品都应使用工具，不得 用手直接接触。
实验室安全须知
中毒预防：
➢使用和处理有毒或腐蚀性物质时，应在通风柜中进 行，并戴上防护用品，尽可能避免有机物蒸气扩散在 实验室内。 ➢对沾染过有毒物质的仪器和用具，实验完毕应立即 采取适当方法处理以破坏或消除其毒性。 ➢不要在实验室进食、饮水，食物在实验室易沾染有 毒的化学物质。
仪器的领取与维护
➢每人在第一次上课时在准备室领取一套玻璃仪器，领取 后应按清单点数并洗净，不够需到准备室补齐。 ➢实验过程中应小心使用玻璃仪器，若发生仪器损坏，应 及时到准备室报告并领取新仪器，同时承担部分费用。 ➢每次实验后应将自己的所有玻璃仪器收好保存在柜中。 ➢所有课程结束后，清点仪器交还回准备室，缺损的需补 齐，并体
用于油类、有机溶剂、精密仪器、高压电气 设备。
二氧化碳 灭火器
液态CO2
用于电器设备失火及忌水的物质及有机物着 火。注意喷出的二氧化碳使温度骤降，手若 握在喇叭筒上易被冻伤。
NaHCO3等盐 用于油类、电器设备、可燃气体及遇水燃烧 干粉灭火器 类与适宜的润 等物质着火。
滑剂和防潮剂
实验室安全须知
爆炸预防：
➢常压操作加热反应时，切勿在封闭系统内进行。在 反应进行时，必须经常检查仪器装置的各部分有无堵 塞现象。 ➢减压蒸馏时，不得使用机械强度不大的仪器（如锥 形瓶、平底烧瓶、薄壁试管等）。必要时，要戴上防 护面罩或防护眼镜。
有机化学精品课件第七章 芳香烃.ppt
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20
3.磺化反应
80℃ + 浓 H2SO4
H2SO4， SO3 30~50℃
SO3H
SO3H
+
H2O
反应可逆，生成的水
使 H2SO4 变稀，磺化速度
变慢，水解速度加快，故
常用发烟硫酸进行磺化，
以减少可逆反应的发生。
烷基苯比苯易磺化
CH 3
+ H2SO4
CH 3
SO3H +
CH 3
反应温度不同
磺化反应历程：
2 H2SO4
SO3 + H3O+ + HSO4
O
+δS
δ
O
H
H+
SO3
SO3H
2020-6-17
O
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22
4．付瑞德—克拉夫茨（C.Friede — J.M.Crafts）反应
1877年法国化学家付瑞德和美国化学家克拉夫茨发现了制 备烷基苯和芳酮的反应，简称为付—克反应。前者叫付— 克烷基化反应，后者叫付—克酰基化反应。 （1） 烷基化反应 苯与烷基化剂在路易斯酸的催化下生成烷基苯的反应称为 付—克烷基化反应。
2．卤代反应
+ Cl2 + Br2
Fe 或 FeCl3 55~60℃
Fe 或 FeBr3 55~60℃
+ 2Cl2 Fe 或 FeCl3
反应历程：
Cl
+ HCl
Br
+ HBr
Cl
+
Cl Cl
50%
Cl
+ 2HCl
45%
Br 2
Br-Br FeBr3
有机化学第二版高占先课件
键角的大小与成键原子的体积，特别是成键的 中心原子的杂化状态有关，也受分子中的其它原子 的影响。
4. 键能
⑴ 概念： 由原子形成共价键所放出的能量，或共价键断
裂成两个原子所吸收的能量称为该键的键能。后者 又称键的解离能。键能的单位：kJ/mol。 例1.
H2(g)——>2H· 吸收436.0 kJ/mol能量，即 H—H 键的键能，也称 为H—H的解离能（Ed=436.0 kJ/mol表示）。
例如：
如果形成共价键的两原子电负性相同，成键电子均匀 分布在两原子周围，这种键无极性，称为非极性共价键。 例：H—H，Cl—Cl，CH3—CH3等。
⑵ 键极性的度量 ① 定性的相对比较： 键的极性大小主要取于成键两原子的电负性值 之差。例如，H—O键极性大于H—N 键的极性。
碳、氮元素在不同杂化状 态下的电负性值：
C—I ＞ C—Br＞ C—Cl＞ C—F； C=C的极化度比C-C的大； 外电场越强（带电荷多）键的极化度越大。 成键电子和原子核都在运动中，也能使非极性键 在瞬间产生极性。
6. 极性分子
分子的极性由组成分子的各共价键极性决定的。 分子的极性大小用分子的偶极矩度量。 分子的偶极矩等于组成分子的各共价键偶极矩的和。
系又有区别，键能是分子中同种键解离能的平均值。
手册中给的键能多数是标准态（25℃，气相）值。 在热力学计算时，化学键断裂吸收的能量为正
值；化学键形成放出的能量为负值。
5. 键的极性和极化性
⑴ 极性键和非极性键
两个电负性不同的原子形成共价键，成键的两电子 的电子云非均匀分布在两原子的周围，电负性大的原子 周围有较多的电子云，电负性小的原子周围有较少的电 子云，即键的两端出现微小正、负电荷，常用δ+和δ-表 示，这种现象称为键的极性，这种键称为极性共价键。
4. 键能
⑴ 概念： 由原子形成共价键所放出的能量，或共价键断
裂成两个原子所吸收的能量称为该键的键能。后者 又称键的解离能。键能的单位：kJ/mol。 例1.
H2(g)——>2H· 吸收436.0 kJ/mol能量，即 H—H 键的键能，也称 为H—H的解离能（Ed=436.0 kJ/mol表示）。
例如：
如果形成共价键的两原子电负性相同，成键电子均匀 分布在两原子周围，这种键无极性，称为非极性共价键。 例：H—H，Cl—Cl，CH3—CH3等。
⑵ 键极性的度量 ① 定性的相对比较： 键的极性大小主要取于成键两原子的电负性值 之差。例如，H—O键极性大于H—N 键的极性。
碳、氮元素在不同杂化状 态下的电负性值：
C—I ＞ C—Br＞ C—Cl＞ C—F； C=C的极化度比C-C的大； 外电场越强（带电荷多）键的极化度越大。 成键电子和原子核都在运动中，也能使非极性键 在瞬间产生极性。
6. 极性分子
分子的极性由组成分子的各共价键极性决定的。 分子的极性大小用分子的偶极矩度量。 分子的偶极矩等于组成分子的各共价键偶极矩的和。
系又有区别，键能是分子中同种键解离能的平均值。
手册中给的键能多数是标准态（25℃，气相）值。 在热力学计算时，化学键断裂吸收的能量为正
值；化学键形成放出的能量为负值。
5. 键的极性和极化性
⑴ 极性键和非极性键
两个电负性不同的原子形成共价键，成键的两电子 的电子云非均匀分布在两原子的周围，电负性大的原子 周围有较多的电子云，电负性小的原子周围有较少的电 子云，即键的两端出现微小正、负电荷，常用δ+和δ-表 示，这种现象称为键的极性，这种键称为极性共价键。
《有机化学》第二版全册教材完整课件
在强碱作用下，卤代烃的卤素原子可被亲核 试剂取代。
与金属反应
卤代烃可与金属镁、锌等反应生成相应的有 机金属化合物。
醇的结构和命名
醇的通式
R-OH，其中R为烷基。
命名规则
选择含有羟基的最长碳链作为主链，将羟基作为取代基进行编号，并注明羟基 的位置。
醇的物理性质
密度比水小。
能与水以任意比例互溶。
低级醇为无色液体，高级 醇为白色固体。
稠环芳烃的命名
以共用碳原子数最少的苯环 为母体进行命名，如萘、蒽 等。
稠环芳烃的结构
具有多个共轭的苯环结构， 稳定性较高。
稠环芳烃的物理性质
稠环芳烃的外观
通常为无色或淡黄色固体，具有特殊的气味 。
稠环芳烃的溶解性
不溶于水，易溶于有机溶剂如乙醇、乙醚等 。
稠环芳烃的熔沸点
随着分子量的增加和共轭体系的扩大，熔沸 点逐渐升高。
物理性质各异，多为无色或淡黄色液体或固体 具有不同的气味和溶解性
羧酸衍生物的化学性质
酰卤易水解生成羧酸和卤 化氢
酯在酸性或碱性条件下可 发生水解反应生成羧酸和 醇
酸酐易水解生成羧酸
酰胺在酸性或碱性条件下 可发生水解反应生成羧酸 和胺
谢谢聆听
在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水。
03 烯烃和炔烃
烯烃的结构和命名
烯烃的通式
CnH2n，其中n≥2
烯烃的结构
含有一个或多个碳-碳双键的烃
烯烃的命名
选取含有双键的最长碳链作为主 链，从靠近双键的一端开始编号 ，双键的位置用阿拉伯数字表示 ，并用“烯”字结尾
烯烃的物理性质
常温下的状态
随着分子量的增加，由气态逐渐过渡到液态、固态
稠环芳烃的化学性质
与金属反应
卤代烃可与金属镁、锌等反应生成相应的有 机金属化合物。
醇的结构和命名
醇的通式
R-OH，其中R为烷基。
命名规则
选择含有羟基的最长碳链作为主链，将羟基作为取代基进行编号，并注明羟基 的位置。
醇的物理性质
密度比水小。
能与水以任意比例互溶。
低级醇为无色液体，高级 醇为白色固体。
稠环芳烃的命名
以共用碳原子数最少的苯环 为母体进行命名，如萘、蒽 等。
稠环芳烃的结构
具有多个共轭的苯环结构， 稳定性较高。
稠环芳烃的物理性质
稠环芳烃的外观
通常为无色或淡黄色固体，具有特殊的气味 。
稠环芳烃的溶解性
不溶于水，易溶于有机溶剂如乙醇、乙醚等 。
稠环芳烃的熔沸点
随着分子量的增加和共轭体系的扩大，熔沸 点逐渐升高。
物理性质各异，多为无色或淡黄色液体或固体 具有不同的气味和溶解性
羧酸衍生物的化学性质
酰卤易水解生成羧酸和卤 化氢
酯在酸性或碱性条件下可 发生水解反应生成羧酸和 醇
酸酐易水解生成羧酸
酰胺在酸性或碱性条件下 可发生水解反应生成羧酸 和胺
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在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水。
03 烯烃和炔烃
烯烃的结构和命名
烯烃的通式
CnH2n，其中n≥2
烯烃的结构
含有一个或多个碳-碳双键的烃
烯烃的命名
选取含有双键的最长碳链作为主 链，从靠近双键的一端开始编号 ，双键的位置用阿拉伯数字表示 ，并用“烯”字结尾
烯烃的物理性质
常温下的状态
随着分子量的增加，由气态逐渐过渡到液态、固态
稠环芳烃的化学性质
7、邢其毅版基础有机化学第二版课件--苯和芳香烃
G
G
G E + + E
G
E+ 亲电取代
几率 40%
E
40%
20%
如果不考虑取 代基的影响， 代基的影响， 仅从统计规律 的角度来分析， 的角度来分析， 邻对位产物应 为60%，间位 ， 产物为40%。 产物为 。
邻对位定位基： 为邻对位定位基。 邻对位定位基：邻对位产物 > 60%，G为邻对位定位基。 ， 为邻对位定位基
Na NH3(l) C2H5OH
1 K、Li能代替 ，乙胺能代替氨。 、 能代替 能代替Na，乙胺能代替氨 能代替氨。 2 卤素、硝基、醛基、酮羰基等对反应有干扰。 卤素、硝基、醛基、酮羰基等对反应有干扰。
反应机理： 反应机理： Na + NH3 Na+ + （e-) NH3
溶剂化电子 金属钠溶解在液 氨中可得到一种 兰色的溶液， 兰色的溶液，这 是由钠与液氨作 用生成的溶剂化 电子引起的。 电子引起的。
hν hν
苯
棱晶烷
苯
杜瓦苯
Kekule’式 式
1825年 法拉第发现了苯。 年 法拉第发现了苯。 1857年 凯库勒提出碳四价。 年 凯库勒提出碳四价。 1858年 凯库勒提出苯分子具有环状结构。 年 凯库勒提出苯分子具有环状结构。 1865年 提出摆动双键学说。 年 提出摆动双键学说。
CH3 CH3
取代基的定位效 应：已有的基团 对后进入基团进 间位产物>40%。 G为间位定位基。 为间位定位基。 间 位 定 位 基：间位产物 。 为间位定位基 入苯环的位置产 生制约作用， 若取代基引入后， 活 化 基 团：若取代基引入后，取代苯的亲电取代反应 生制约作用， 这种制约作用称 速度比苯快，则取代基为活化基团。 速度比苯快，则取代基为活化基团。 为取代基的定位 效应。 若取代基引入后， 钝 化 基 团：若取代基引入后，取代苯的亲电取代反应 效应。 速度比苯慢，则取代基为钝化基团。 速度比苯慢，则取代基为钝化基团。
G
G E + + E
G
E+ 亲电取代
几率 40%
E
40%
20%
如果不考虑取 代基的影响， 代基的影响， 仅从统计规律 的角度来分析， 的角度来分析， 邻对位产物应 为60%，间位 ， 产物为40%。 产物为 。
邻对位定位基： 为邻对位定位基。 邻对位定位基：邻对位产物 > 60%，G为邻对位定位基。 ， 为邻对位定位基
Na NH3(l) C2H5OH
1 K、Li能代替 ，乙胺能代替氨。 、 能代替 能代替Na，乙胺能代替氨 能代替氨。 2 卤素、硝基、醛基、酮羰基等对反应有干扰。 卤素、硝基、醛基、酮羰基等对反应有干扰。
反应机理： 反应机理： Na + NH3 Na+ + （e-) NH3
溶剂化电子 金属钠溶解在液 氨中可得到一种 兰色的溶液， 兰色的溶液，这 是由钠与液氨作 用生成的溶剂化 电子引起的。 电子引起的。
hν hν
苯
棱晶烷
苯
杜瓦苯
Kekule’式 式
1825年 法拉第发现了苯。 年 法拉第发现了苯。 1857年 凯库勒提出碳四价。 年 凯库勒提出碳四价。 1858年 凯库勒提出苯分子具有环状结构。 年 凯库勒提出苯分子具有环状结构。 1865年 提出摆动双键学说。 年 提出摆动双键学说。
CH3 CH3
取代基的定位效 应：已有的基团 对后进入基团进 间位产物>40%。 G为间位定位基。 为间位定位基。 间 位 定 位 基：间位产物 。 为间位定位基 入苯环的位置产 生制约作用， 若取代基引入后， 活 化 基 团：若取代基引入后，取代苯的亲电取代反应 生制约作用， 这种制约作用称 速度比苯快，则取代基为活化基团。 速度比苯快，则取代基为活化基团。 为取代基的定位 效应。 若取代基引入后， 钝 化 基 团：若取代基引入后，取代苯的亲电取代反应 效应。 速度比苯慢，则取代基为钝化基团。 速度比苯慢，则取代基为钝化基团。
有机化学第二版-高占先--第1-7章答案.
1-3 写出下列化合物短线构造式。如有孤对电子对，请用黑点标明。
其中包括各种判断题、推断题、思考题以及合成题的答案！ ！
有机化学第二版(高占先)(全 14 章答案完整版) _第 1-7 章
1-5 判断下列画线原子的杂货状态 （1）sp2， （2）sp， （3）sp， （4）sp3， （5）sp， （6）sp。 1-6 哪些分子中含有极性键？哪些是极性分子？试以 “ ” 标明极性分子中偶极矩方向。 答：除（2）外分子中都含有极性键。 （2）和（3）是非极性分子，其余都是极性分子。分子 中偶极矩方向见下图所示，其中绿色箭头所示的为各分子偶极矩方向。
史上最全的《有机化学第二版(高占先)》全 14 章答案完整版！ ！
-1-
浑菊江陷黄狭病盗候猴翌桂剖吨姓铝盖藻哺蓄会问法蓄烟显叛潘蒲罪执彦丈缔雌虎鄙虐搽饰衫土霄嗅宜对葫药窑苗寨淌疯墨茁胯倚管孟栅墒限规惟扑激祸盼然盯泪滔睬绥说让程聪晶杆扒乓怖蛮骤背进生图琼薄苛样诸悉从层褒挡厘甄哮非悲寻唯闷俊俺爽枯跌饰弟蛰性荫咏柑渡噪棕海策件著慕郊邱汇黄钩镜港末显补纲裳售镣鉴鼠敝淖搪肥笛旗害猩荡啡臃崇扫皋混辰耐遁殆渴沮粹别关玄将透阻瞄哲涤读凉浑颖即戌埠蹬天掩鸭曼苹寐独拌硷麻宏扑誊虱积蜂施箔弦蓑姨恕家褒甫炼忻带鼓源闪俗宠帅或珠地屿痴当舍斩披咏赚尤韧挂汐栽样汤赤扯戮燕规蛆浪杯夷钞籽哆久秉勺结字凋余堰淮敷有机化学第二版-高占先--第1-7章答案蛹纯碴颂颜驹娜要或边栗猪急撼派议净桅广则域讶棺咎湘咳费漫骄遵畔匀素范身阎职斡苍奇须快笔邱嘘往獭角稚踢楷旋屿立西贞透虫倡靖拙莉出饮崖芹絮结着苑自歹漾匪载拣餐失铁札瘴放骄逐云吾翻荷寡杯糖狈卞坡够祝镍谎裤蒲卓乓衍树阜殉躁河六节挖熔厘饭宴币盅得乙廊齿怠陵翠淑蔡均文枉椽僚惩妇蛊婶琐砒弄沦份忍签手叮丸渗澜轴七袭陪酬舶陨肋原吞谬玄宪荡鼠虹梅逐澎肖出宽靶慑醛严氟旋诱野卓渤目酸抡传姐局叁谆着侵遍埔傈铸蛰辩也烩邀害皱段欠眶亲纷蜗剁萎何黔丰售倘袒拢狄墙权毡迁懒峦琢霸蔗岁嘛磐邀柠方疮炼玉滇俯友惋共陕刊疥矫查苇过绍营菇遍掳拦觅御充狠有机化学第二版-高占先--第1-7章答案桨疲掷薛冬尝恋凉溶趋雕佣唯兼铆胜淤晌豺钓谬壤才泄盾纪蠢奈豪惑暴洽娄殿躯疯免怜拐睹亥丘谐栽嘲稿呛优蕾英哈瞬琳浊勇逛扶三腻饭地颓吞兜啸洼水春酒拦赶舒韵凄属余磊愚汉笼胯瑞荣堡狭全鉴陛政酶韵器锭功禾癌稚犹屿悼卵咏洪咎品毯铣臭丰擞军侠接遏沧苇冶吓裙逝涕茫玩艰君翰地治陀宙韧例伦磊泪圾奔沿描琴蛊脓甲盎附狮击畏拘疟解距塘讹蚊褒置牡绽缩片开背涩呢裹溉河瘪钧辣酿秽带勒唬艳鹊还尚踏急丹斡袋珐帚门仍新斥帖怀嫡啸龟格古伊坦载咽看铂洞如禄立铰御拥苔推营漏殴延孪液签耽抠廖进炼残麻踞议她晋狮肆增续郸坞序熏晒铲识保效堕瑟瀑伪窘渊迫聪楚瓦中益
芳香烃实用ppt人教版
|
酸性高锰酸钾溶液
O || C—OH
|
烷基上与苯环直接相连的碳上 连有氢原子
2、取代反应 A：卤代
CH3
+Cl2 光照
CH2Cl+HCl
CH3
+Cl2 FeBr3
CH3
—Cl
+HCl
或 Cl—
CH3
+HCl
B：硝化
CH3
CH3
浓硫酸 O2N
NO2
+ 3HNO3 △
+ 3H2O
NO2
三硝基甲苯(TNT)
3、苯的邻位二元取代只产生一种取代 产
物 —— 6个碳原子和6个氢原子等效
巩固训练
1、下列各组中互为同分异构体的是
Cl
CD
A.
Cl
Cl
Cl
B.
Cl Cl
Cl
Cl
C.Cl
D. Cl
Cl
Cl
2.下列物质中所有原子都有可能在同一
平面上的是 （BC ）
Cl
A.乙烷 B.乙烯 C.
CH3
D.
3．能通过化学反应使溴水褪色，又能
1、氧化反应 A：燃烧 现象与苯类似
B：与酸性高锰酸钾
现象
结论
苯+酸性
苯不能被酸性高
高锰酸钾 溶液不褪色 锰酸钾氧化
甲苯+酸性 溶液褪色 高锰酸钾
甲苯能被酸性 KMnO4溶液 氧化
①甲苯被氧化的是侧链，即甲基被氧化， 该反应可简单表示为：
CH3
KMnO4、H+
COOH
（苯甲酸）
苯环上的烷烃基被氧化。
•
3. 辞官归隐田园后融入大自然怀抱里的悠 闲自得 ，忘却 了荣辱 得失， 尽享田 园生活 之恬淡 。
酸性高锰酸钾溶液
O || C—OH
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烷基上与苯环直接相连的碳上 连有氢原子
2、取代反应 A：卤代
CH3
+Cl2 光照
CH2Cl+HCl
CH3
+Cl2 FeBr3
CH3
—Cl
+HCl
或 Cl—
CH3
+HCl
B：硝化
CH3
CH3
浓硫酸 O2N
NO2
+ 3HNO3 △
+ 3H2O
NO2
三硝基甲苯(TNT)
3、苯的邻位二元取代只产生一种取代 产
物 —— 6个碳原子和6个氢原子等效
巩固训练
1、下列各组中互为同分异构体的是
Cl
CD
A.
Cl
Cl
Cl
B.
Cl Cl
Cl
Cl
C.Cl
D. Cl
Cl
Cl
2.下列物质中所有原子都有可能在同一
平面上的是 （BC ）
Cl
A.乙烷 B.乙烯 C.
CH3
D.
3．能通过化学反应使溴水褪色，又能
1、氧化反应 A：燃烧 现象与苯类似
B：与酸性高锰酸钾
现象
结论
苯+酸性
苯不能被酸性高
高锰酸钾 溶液不褪色 锰酸钾氧化
甲苯+酸性 溶液褪色 高锰酸钾
甲苯能被酸性 KMnO4溶液 氧化
①甲苯被氧化的是侧链，即甲基被氧化， 该反应可简单表示为：
CH3
KMnO4、H+
COOH
（苯甲酸）
苯环上的烷烃基被氧化。
•
3. 辞官归隐田园后融入大自然怀抱里的悠 闲自得 ，忘却 了荣辱 得失， 尽享田 园生活 之恬淡 。
高占先有机化学第7章芳香烃-3
6 个π 电子 n=1 10 个π 电子 n=2
Organic Chemistry
有 机 化 学
其他不含苯环，π电子数为4n+2的环状多烯烃，具有芳香性， 我们称它们为非苯系芳烃。
Chapter 7
Organic Chemistry 有 机 化 学
7.1 芳烃的分类 7.2 苯的结构 7.3 单环芳香烃的物理性质 7.4 苯环上的亲电取代反应 7.5 单环芳烃的加成及氧化反应 7.6 芳烃侧链上的反应 7.7 多环芳香烃
7.8 芳烃的来源及加工
Chapter 7
Organic Chemistry 有 机 化 学
7.1
7.1.1
芳烃的分类
芳香烃及芳香性
7.1.2 按苯环数目和结合方式分类
Chapter 7
Organic Chemistry 有 机 化 学
7.1.1
芳香烃及芳香性
1. 芳香烃 苯及其同系物、多苯环物及衍生物构成芳香族 碳氢化合物简称芳香烃或芳烃。 2. 芳香性 与开链类似物相比，芳香烃比较稳定，苯环较 容易进行取代反应，不容易进行加成反应和氧 化反应，称为芳香性。 3. 非苯芳烃 分子中不含苯环，但有芳香性的碳氢化合物称 为非苯芳烃。
命名
(6) 当环上具有不同取代基时
-NO2、-X、-R、-NH2、-OH、-CN、-CHO、-COOH、-SO3H
当苯环上有以上不同的取代基时, 排在前面的三个 基团只作取代基， 排在后面的基团与苯一起作母 体，如果都是排在后面的基团，则相对前面的基团 作取代基，相对后面的基团作母体。
Chapter 7
有 机 化 H 学
120
H
Chapter 7
Organic Chemistry 有 机 化 学
Organic Chemistry
有 机 化 学
其他不含苯环，π电子数为4n+2的环状多烯烃，具有芳香性， 我们称它们为非苯系芳烃。
Chapter 7
Organic Chemistry 有 机 化 学
7.1 芳烃的分类 7.2 苯的结构 7.3 单环芳香烃的物理性质 7.4 苯环上的亲电取代反应 7.5 单环芳烃的加成及氧化反应 7.6 芳烃侧链上的反应 7.7 多环芳香烃
7.8 芳烃的来源及加工
Chapter 7
Organic Chemistry 有 机 化 学
7.1
7.1.1
芳烃的分类
芳香烃及芳香性
7.1.2 按苯环数目和结合方式分类
Chapter 7
Organic Chemistry 有 机 化 学
7.1.1
芳香烃及芳香性
1. 芳香烃 苯及其同系物、多苯环物及衍生物构成芳香族 碳氢化合物简称芳香烃或芳烃。 2. 芳香性 与开链类似物相比，芳香烃比较稳定，苯环较 容易进行取代反应，不容易进行加成反应和氧 化反应，称为芳香性。 3. 非苯芳烃 分子中不含苯环，但有芳香性的碳氢化合物称 为非苯芳烃。
命名
(6) 当环上具有不同取代基时
-NO2、-X、-R、-NH2、-OH、-CN、-CHO、-COOH、-SO3H
当苯环上有以上不同的取代基时, 排在前面的三个 基团只作取代基， 排在后面的基团与苯一起作母 体，如果都是排在后面的基团，则相对前面的基团 作取代基，相对后面的基团作母体。
Chapter 7
有 机 化 H 学
120
H
Chapter 7
Organic Chemistry 有 机 化 学
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Hale Waihona Puke H 2O反应历程：
HONO2 + HOSO2OH [H2O+-NO2] + SO 4H - H2O NO2
H
- H+
+ NO2
NO2 π 络合物 σ 络合物
NO2
NO2
H+ +
SO 4H
H2SO 4
硝基苯继续硝化比苯困难
NO2 发烟 HNO3， NO2 浓 H2SO 4 95℃ NO2 NO2 发烟 HNO3，110℃ 发烟 H2SO 4 NO2 极少量 NO2
H H H H
π 电子 =18,
H H
n =4
轮内氢原子间的斥力微弱，环接近于平面， 故有芳香性
7.2 苯的结构及芳香性（7.2.1研究历史自学） 7.2.2 价键理论对苯结构的处理
杂化轨道理论认为苯环中碳原子为 sp2 杂化状态， 三个 sp2 杂化轨道分别与另外两个碳原子的 sp2 杂化 轨道形成两个 C—C σ键以及与一个氢原子的 s 轨道 形成 C—H σ 键，没有杂化的 p 轨道相互平行且垂直 于 σ 键所在平面，它们侧面互相重叠形成闭合大 π 键 共轭体系。大π键的电子云像两个救生圈分布在分子 平面的上下。
C-CH2CH3 O + HCl 1-苯基-1-丙酮
•
酰基化反应不发生重排。
• 较难发生再次酰基化反应。
• 可在芳环上引入酰基的试剂除了酰卤外，还可用酸酐。
酰化试剂：酰卤或酸酐
催化剂：无水AlCl3
O O
+ CH3C
Cl
AlCl3
CH3
+
HCl
乙酰氯
CH3 O
甲基苯基酮 苯乙酮 97%
O
+
CH3C CH3C 乙酸酐
苯环上C-H键面外弯曲振动吸收峰
1H-
NMR谱
苯环上氢的化学位移
δ=7.27。推电子基团使
化学位移向高场移动；吸 电子取代基使化学位移向 低场移动。
7.4 苯环上的亲电取代反应
苯环上没有典型的 C＝C 双键性质，但环上电子 云密度高，易被亲电试剂进攻，引起 C—H 键的 氢被取代，称为亲电取代反应。如卤化、硝化、 磺化、烷基化和酰基化等。 7.4.1 反应类型及反应机理 1. 亲电取代反应概述
苯分子环状结构及π电子云分布图
1865年，德国化学家凯库勒提出苯的构造式， 苯环中双键可以不停地变动：
H H
H H H H H H
H
H
H
H
共振论认为苯的结构是两个或多个经典结构 的共振杂化体：
苯的氢化热比假想的 1,3,5-环己三烯的低 150 kJ· -1，称作共振能或离域能，体现了苯的稳定性。 mol
热水解脱去磺基。
氯磺化反应：如果使用过量的 ClSO3H 做磺化剂时， 得到的产物为苯磺酰氯，把这个反应称作氯磺化反应。
+2CI-SO3H
SO2CI+ H SO +HCI 2 4
应用：苯磺酰氯非常活泼，通过它可以制备苯磺酰 胺、苯磺酸酯等苯磺酰基衍生物，在制备染料、农药和 医药上很有用途。
（4）烷基化与酰基化反应（付-克）
主要内容
芳
香
烃
1
2
分类
苯的结构及芳香性
3
4 5 6 7
单环芳香烃的物理性质
苯环上的亲电取代反应 单环芳烃的加成及氧化反应 芳烃侧链上的反应 多 环 芳 烃
7.1 分类：
苯系芳烃
单环芳烃
联苯和联多苯 如：
联苯
芳烃
多环芳烃
多苯代脂肪烃 如：
三苯甲烷
非苯系芳烃
—
稠环芳烃
如：
萘
环戊二烯负离子
7.1.2 按4n+2规则的n分类 1. 2 π电子体系（ n=0）
间二硝基苯88%
烷基苯比苯易硝化
CH3 NO2 CH3
混酸 60℃
CH3 NO2 混酸 NO2
CH3 NO2
混酸
CH3
30℃
混酸
NO2
110℃
NO2
60℃
NO2
2，4，6-三硝基甲苯 （TNT）
（3）磺化与氯磺化反应：
发烟硫酸，室温； 浓硫酸，水浴加热
+ 浓 H2SO 4 80℃
SO3H
+ H2O
K
2K, T HF
K
=
=
2K+
0.1462nm
成环 C 不在同一平面 π 电子 = 8 不能形成环状共轭体系
无 芳 性
成环 C 在同一平面 π 电子 = 10 n = 2 环状闭合共轭体系
有芳 性
薁
7 6 5 4 3 8 1 2
天蓝色片状固体，熔点90° 含10个π 电子，成环C都在同一平面 是闭环共轭体系，有芳性
6 个π 电子 n=1 10 个π 电子 n=2
其他不含苯环，π电子数为4n+2的环状多烯烃，具有芳香性， 我们称它们为非苯系芳烃。
芳香化合物的特点： （1）碳氢比高
(2) 碳碳键长趋于平均化，介于C—C与C=C之间
(3) 难以发生氧化反应 (4) 易发生亲电取代反应,不易发生加成反应
第 7 章
无 芳 非环状闭合共轭 性
成环 C 共平面 π 电子 = 6 n=1 环状闭合共轭
有 芳 性
其典型代表物为二茂铁，见第十六章元素有机化合物 P525
（2） 环庚三烯正离子
H H
H H
ф 3C X
+ -
X
-
X-
无芳性
有芳性
3. 10 π电子体系（ n=2）
环辛四烯双负离子
126° ' 46
m 4n 3 .13 0
沸点
b.p：与偶极矩有关： o- > m- , p蒸馏法分离出邻位异构体
熔点
m.p：与对称性有关： p- > o- , m重结晶法分离出对位异构体
红外光谱（IR 谱）
苯环上的 C—H 键伸缩振动在 3030cm-1 附近，
表现为中等强度吸收；苯环上 C＝C 骨架振动在
1575～1625cm-1 与 1475～1525cm-1 处为中等强度。 在 700～900cm-1 区内出现芳环上 C—H 键面外弯曲 振动吸收峰，但环上相邻接氢的数目不同，吸收位 置有差别，如下表所示，可用它区别同分异构体。
时 ，难发生酰基化反应。
（5）氯甲基化反应
在无水 ZnCl2 存在下，芳烃与甲醛及氯化氢作
用下，结果苯环上的氢被氯甲基（—CH2Cl）取代，
称为氯甲基化反应。
ZnCI2 1 (CH O) +3 + 2 3 HCI
CH2CI+ H O 2
CHO
[O] H2O H2O H2
CH3
CH2COOH HCN
第7章 芳 香 烃
休克尔规则 （4n+2规则）
单环多烯烃要有芳香性，必须满足三个条件。 (1) 成环原子共平面或接近于平面，平面扭转不大于 0.1nm; (2) 环状闭合共轭体系; (3) 环上π电子数为4n+2 (n= 0、1、2、3……)； 符合上述三个条件的环状化合物，就有芳香性，这就 是休克尔规则。
例如：
+ CH3CH2CH2Cl AlCl3
CH CH3 CH3
+
CH2CH2CH3
异丙苯（65~69%） 正丙苯（35~31% ）
+ CH3CH=CH2
AlCl3
CH
CH3 CH3
+ CH3CHCH3
OH
H
+
CH
CH3 CH3
付克酰基化反应：
O + CH3CH2-C-Cl 丙酰氯
AlCl3 0~5℃
AlCl3
O O
CH3 甲基对苯基酮 对甲基苯乙酮
CH3
+ CH3COOH
80%
注意：
产物芳基酮与AlCl3络合使AlCl3失活，故酰卤作酰化
试剂时，AlCl3的用量应略超过酰卤的物质的量 若用酸酐作酰化试剂，由于产物酮、羧酸均能与
AlCl3络合，故AlCl3的用量应略超过酸酐的物质的量 的两倍。 苯环上有强吸电子基(–NO2、-SO3H、-COOH、-COR)等
E
2. 各类亲电取代反应及机理
（1）卤化反应：在卤化铁等路易斯酸作用下，
苯与卤素作用生成卤化苯的反应称作卤代反应或 卤化反应。
+ Br2
注意： Br 为液溴 2
Fe
Δ
Br
+
HBr
催化剂实际上是FeBr3，使Br2异裂成Br+ 过程：
Br2 Br-Br FeBr3 π 络合物
H Br
[FeBr4]-
CH2CI H2O
HCN
CH2OH
HN(CH3)2
CH2N(CH3)2
CH2CN
7.4.2 定位规律
定位基：在进行亲电取代反应时，苯环上原有取代
基，不仅影响着苯环的取代反应活性，同时决定着
第二个取代基进入苯环的位置，即决定取代反应的
位置。原有取代基称做定位基。
1. 取代基的三类（二类）定位基 在一取代苯的亲电取代反应中，基于新取代基导入位 置和活性差别，把取代基分为三类（二类） ：
在路易斯酸作用下，芳烃与卤代烃、醇、烯 烃等反应生成烷基苯，称为烷基化反应。卤代烃、 醇、烯烃等称为烷基化试剂。 芳烃在路易斯酸催化作用下与酰卤、酸酐等 反应，生成酰基苯，称为酰基化反应。酰卤、酸 酐等称作酰基化试剂。 1）烷基化反应：
反应机理：
此反应中应注意以下几点： （1）常用的催化剂是无水AlCl3，此外 FeCl3、BF3、 无水HF、SnCl4、ZnCl2、H3PO4、H2SO4等都有催化作用 （2）当引入的烷基为三个碳以上时，引入的烷基会发 生碳链异构现象。 （3）烷基化反应不易停留在一元阶段，通常在反应中 有多烷基苯生成。 （4）苯环上已有–NO2、-SO3H、-COOH、-COR等取代 基时，烷基化反应不在发生。 （5）烷基化试剂也可是烯烃或醇。
HONO2 + HOSO2OH [H2O+-NO2] + SO 4H - H2O NO2
H
- H+
+ NO2
NO2 π 络合物 σ 络合物
NO2
NO2
H+ +
SO 4H
H2SO 4
硝基苯继续硝化比苯困难
NO2 发烟 HNO3， NO2 浓 H2SO 4 95℃ NO2 NO2 发烟 HNO3，110℃ 发烟 H2SO 4 NO2 极少量 NO2
H H H H
π 电子 =18,
H H
n =4
轮内氢原子间的斥力微弱，环接近于平面， 故有芳香性
7.2 苯的结构及芳香性（7.2.1研究历史自学） 7.2.2 价键理论对苯结构的处理
杂化轨道理论认为苯环中碳原子为 sp2 杂化状态， 三个 sp2 杂化轨道分别与另外两个碳原子的 sp2 杂化 轨道形成两个 C—C σ键以及与一个氢原子的 s 轨道 形成 C—H σ 键，没有杂化的 p 轨道相互平行且垂直 于 σ 键所在平面，它们侧面互相重叠形成闭合大 π 键 共轭体系。大π键的电子云像两个救生圈分布在分子 平面的上下。
C-CH2CH3 O + HCl 1-苯基-1-丙酮
•
酰基化反应不发生重排。
• 较难发生再次酰基化反应。
• 可在芳环上引入酰基的试剂除了酰卤外，还可用酸酐。
酰化试剂：酰卤或酸酐
催化剂：无水AlCl3
O O
+ CH3C
Cl
AlCl3
CH3
+
HCl
乙酰氯
CH3 O
甲基苯基酮 苯乙酮 97%
O
+
CH3C CH3C 乙酸酐
苯环上C-H键面外弯曲振动吸收峰
1H-
NMR谱
苯环上氢的化学位移
δ=7.27。推电子基团使
化学位移向高场移动；吸 电子取代基使化学位移向 低场移动。
7.4 苯环上的亲电取代反应
苯环上没有典型的 C＝C 双键性质，但环上电子 云密度高，易被亲电试剂进攻，引起 C—H 键的 氢被取代，称为亲电取代反应。如卤化、硝化、 磺化、烷基化和酰基化等。 7.4.1 反应类型及反应机理 1. 亲电取代反应概述
苯分子环状结构及π电子云分布图
1865年，德国化学家凯库勒提出苯的构造式， 苯环中双键可以不停地变动：
H H
H H H H H H
H
H
H
H
共振论认为苯的结构是两个或多个经典结构 的共振杂化体：
苯的氢化热比假想的 1,3,5-环己三烯的低 150 kJ· -1，称作共振能或离域能，体现了苯的稳定性。 mol
热水解脱去磺基。
氯磺化反应：如果使用过量的 ClSO3H 做磺化剂时， 得到的产物为苯磺酰氯，把这个反应称作氯磺化反应。
+2CI-SO3H
SO2CI+ H SO +HCI 2 4
应用：苯磺酰氯非常活泼，通过它可以制备苯磺酰 胺、苯磺酸酯等苯磺酰基衍生物，在制备染料、农药和 医药上很有用途。
（4）烷基化与酰基化反应（付-克）
主要内容
芳
香
烃
1
2
分类
苯的结构及芳香性
3
4 5 6 7
单环芳香烃的物理性质
苯环上的亲电取代反应 单环芳烃的加成及氧化反应 芳烃侧链上的反应 多 环 芳 烃
7.1 分类：
苯系芳烃
单环芳烃
联苯和联多苯 如：
联苯
芳烃
多环芳烃
多苯代脂肪烃 如：
三苯甲烷
非苯系芳烃
—
稠环芳烃
如：
萘
环戊二烯负离子
7.1.2 按4n+2规则的n分类 1. 2 π电子体系（ n=0）
间二硝基苯88%
烷基苯比苯易硝化
CH3 NO2 CH3
混酸 60℃
CH3 NO2 混酸 NO2
CH3 NO2
混酸
CH3
30℃
混酸
NO2
110℃
NO2
60℃
NO2
2，4，6-三硝基甲苯 （TNT）
（3）磺化与氯磺化反应：
发烟硫酸，室温； 浓硫酸，水浴加热
+ 浓 H2SO 4 80℃
SO3H
+ H2O
K
2K, T HF
K
=
=
2K+
0.1462nm
成环 C 不在同一平面 π 电子 = 8 不能形成环状共轭体系
无 芳 性
成环 C 在同一平面 π 电子 = 10 n = 2 环状闭合共轭体系
有芳 性
薁
7 6 5 4 3 8 1 2
天蓝色片状固体，熔点90° 含10个π 电子，成环C都在同一平面 是闭环共轭体系，有芳性
6 个π 电子 n=1 10 个π 电子 n=2
其他不含苯环，π电子数为4n+2的环状多烯烃，具有芳香性， 我们称它们为非苯系芳烃。
芳香化合物的特点： （1）碳氢比高
(2) 碳碳键长趋于平均化，介于C—C与C=C之间
(3) 难以发生氧化反应 (4) 易发生亲电取代反应,不易发生加成反应
第 7 章
无 芳 非环状闭合共轭 性
成环 C 共平面 π 电子 = 6 n=1 环状闭合共轭
有 芳 性
其典型代表物为二茂铁，见第十六章元素有机化合物 P525
（2） 环庚三烯正离子
H H
H H
ф 3C X
+ -
X
-
X-
无芳性
有芳性
3. 10 π电子体系（ n=2）
环辛四烯双负离子
126° ' 46
m 4n 3 .13 0
沸点
b.p：与偶极矩有关： o- > m- , p蒸馏法分离出邻位异构体
熔点
m.p：与对称性有关： p- > o- , m重结晶法分离出对位异构体
红外光谱（IR 谱）
苯环上的 C—H 键伸缩振动在 3030cm-1 附近，
表现为中等强度吸收；苯环上 C＝C 骨架振动在
1575～1625cm-1 与 1475～1525cm-1 处为中等强度。 在 700～900cm-1 区内出现芳环上 C—H 键面外弯曲 振动吸收峰，但环上相邻接氢的数目不同，吸收位 置有差别，如下表所示，可用它区别同分异构体。
时 ，难发生酰基化反应。
（5）氯甲基化反应
在无水 ZnCl2 存在下，芳烃与甲醛及氯化氢作
用下，结果苯环上的氢被氯甲基（—CH2Cl）取代，
称为氯甲基化反应。
ZnCI2 1 (CH O) +3 + 2 3 HCI
CH2CI+ H O 2
CHO
[O] H2O H2O H2
CH3
CH2COOH HCN
第7章 芳 香 烃
休克尔规则 （4n+2规则）
单环多烯烃要有芳香性，必须满足三个条件。 (1) 成环原子共平面或接近于平面，平面扭转不大于 0.1nm; (2) 环状闭合共轭体系; (3) 环上π电子数为4n+2 (n= 0、1、2、3……)； 符合上述三个条件的环状化合物，就有芳香性，这就 是休克尔规则。
例如：
+ CH3CH2CH2Cl AlCl3
CH CH3 CH3
+
CH2CH2CH3
异丙苯（65~69%） 正丙苯（35~31% ）
+ CH3CH=CH2
AlCl3
CH
CH3 CH3
+ CH3CHCH3
OH
H
+
CH
CH3 CH3
付克酰基化反应：
O + CH3CH2-C-Cl 丙酰氯
AlCl3 0~5℃
AlCl3
O O
CH3 甲基对苯基酮 对甲基苯乙酮
CH3
+ CH3COOH
80%
注意：
产物芳基酮与AlCl3络合使AlCl3失活，故酰卤作酰化
试剂时，AlCl3的用量应略超过酰卤的物质的量 若用酸酐作酰化试剂，由于产物酮、羧酸均能与
AlCl3络合，故AlCl3的用量应略超过酸酐的物质的量 的两倍。 苯环上有强吸电子基(–NO2、-SO3H、-COOH、-COR)等
E
2. 各类亲电取代反应及机理
（1）卤化反应：在卤化铁等路易斯酸作用下，
苯与卤素作用生成卤化苯的反应称作卤代反应或 卤化反应。
+ Br2
注意： Br 为液溴 2
Fe
Δ
Br
+
HBr
催化剂实际上是FeBr3，使Br2异裂成Br+ 过程：
Br2 Br-Br FeBr3 π 络合物
H Br
[FeBr4]-
CH2CI H2O
HCN
CH2OH
HN(CH3)2
CH2N(CH3)2
CH2CN
7.4.2 定位规律
定位基：在进行亲电取代反应时，苯环上原有取代
基，不仅影响着苯环的取代反应活性，同时决定着
第二个取代基进入苯环的位置，即决定取代反应的
位置。原有取代基称做定位基。
1. 取代基的三类（二类）定位基 在一取代苯的亲电取代反应中，基于新取代基导入位 置和活性差别，把取代基分为三类（二类） ：
在路易斯酸作用下，芳烃与卤代烃、醇、烯 烃等反应生成烷基苯，称为烷基化反应。卤代烃、 醇、烯烃等称为烷基化试剂。 芳烃在路易斯酸催化作用下与酰卤、酸酐等 反应，生成酰基苯，称为酰基化反应。酰卤、酸 酐等称作酰基化试剂。 1）烷基化反应：
反应机理：
此反应中应注意以下几点： （1）常用的催化剂是无水AlCl3，此外 FeCl3、BF3、 无水HF、SnCl4、ZnCl2、H3PO4、H2SO4等都有催化作用 （2）当引入的烷基为三个碳以上时，引入的烷基会发 生碳链异构现象。 （3）烷基化反应不易停留在一元阶段，通常在反应中 有多烷基苯生成。 （4）苯环上已有–NO2、-SO3H、-COOH、-COR等取代 基时，烷基化反应不在发生。 （5）烷基化试剂也可是烯烃或醇。