大学有机化学练习题—第四章芳烃.doc
有机化学第04章 芳香烃
+ 3H2
光
Cl Cl Cl Cl Cl Cl + 3Cl2
50oC
自由基加 成反应
练习： 练习：
• 化合物 (A)，分子式为 9H8，(A) 与氯化亚铜氨溶液反应产生 ，分子式为C 砖红色沉淀， 砖红色沉淀，(A) 催化加氢生成 (B)，分子式为 9H12，(A) 和 ，分子式为C (B) 氧化都生成 (C)，分子式为 8H6O4，(C) 加热失水生成 (D)， ，分子式为C ， 分子式为C 试写出(A)、 、 、 的结构式及有关 分子式为 8H4O3，试写出 、(B)、(C)、(D)的结构式及有关 反应方程式。 反应方程式。
化学性质(p117) 二、化学性质(p117) (1)苯环的取代反应 (1)苯环的取代反应 ①卤代（ —Cl，—Br） 卤代（ ， ） 苯环的大π键 苯环的大 键，使单环芳烃难发生苯环体 系被破坏的化学反应，只有在剧烈条件下， 系被破坏的化学反应，只有在剧烈条件下，才 能发生类似于不饱和烃的加成和氧化反应， 能发生类似于不饱和烃的加成和氧化反应，且 在发生加成反应时，不可能发生部分加成。 在发生加成反应时，不可能发生部分加成。
②硝化（—NO2） 硝化（
NO 2
浓 HNO3 /H2SO4 50—60 ℃ 发烟 HNO3 浓H2SO4 , 100 ℃
NO2 NO2
CH 3
浓 HNO3/H2SO4 30 ℃
CH3 NO2 +
CH3
NO2
反应机理 1. HO—NO2 + 2H2SO4 2. 3. + NO2
+
NO2+ + H3O+ + 2HSO4-
+ SO3
SO3+
有机化学-芳香烃
CH3
HNO3
HOAc
CH3
CH3 CH3
NO2 +
+
NO2
NO2
63% 34% 3%
Cl
Cl
Cl
Cl
HNO3
H2SO4
NO2 +
+ NO2
30%
NO2
69% 1%
(2) 第二类定位基─间位定位基
使新进入苯环的取代基主要进入它的 间位，并使苯环致钝。
例如： −CF3, −N(CH3)3+, −NO2, −CN, −SO3H, −CHO, −COCH3, −COOH, −COOCH3, −CONH2, −NH3+。
NO2
NO2
CH3 C CH3 CH3 无 α-H
KMnO4 H+
COOH
氧化剂： KMnO4 铬酸等
4.2.4 苯环上亲电取代反应的定位规则
Y
一取代苯：
芳环上的取代基既影响亲电 取代反应的速率又决定着亲电试 剂进入芳环的位置。
1. 两类定位基
芳环上的取代基分为两类：
(1)第一类定位基 ─ 邻、对位定位基 使得新进入苯环的取代基主要进入它的
均化，闭合共轭
苯
苯的分子结构 体系(环状大π键)
6 个C–C σ键: sp2–sp2相互交盖，6 个C –H σ键: sp2–1s 相互交盖。 6 个2p 轨道的对称轴垂直于环所在平面， 彼此相互平行，两侧进行侧面交盖，形成闭合的π轨道。 6个π电子离域在六个C原子上。由此形成一个闭合的
共轭体系。
2. 苯的构性相关分析
CH3
CH3
CH3
CH3
1,2-二甲苯 邻二甲苯 o-二甲苯
有机化学第四篇芳香烃
第四章芳香烃芳烃，也叫芳香烃，一般是指分子中含苯环结构的碳氢化合物。
现代芳烃的概念是指具有芳香性的一类环状化合物，它们不必然具有香味，也不必然含有苯环结构。
分类：芳香烃按照分子中是不是含有苯环，可分为苯系芳烃和非苯系芳烃。
苯系芳烃按所含苯环的数量和结合方式分为单环芳烃、稠环芳烃和多环芳烃。
1．单环芳烃：指分子中仅含一个苯环的芳烃，包括苯、苯的同系物和苯基取代的不饱和烃。
例如：CH3CH2CH3CH=CH2苯甲苯乙苯苯乙烯2．多环芳烃：指分子中含两个或两个以上苯环的芳烃，多环芳烃按照分子中苯环的连接方式不同分为多苯代脂肪烃，联苯烃和稠环芳烃(1)多苯代脂肪烃：能够看做脂肪烃分子中两个或两个以上氢原子被苯基取代的化合物。
CH2HC CH二苯甲烷1,2-二苯乙烯(1)联苯烃：指两个或两个以上苯环别离以单键相连而成的多环芳烃例如：联苯1,4-三联苯(2)稠环芳烃：两个或两个以上苯环彼此共用两个碳原子而成的多环芳烃，例如：萘蒽菲3．非苯芳烃：指分子中不含苯环的芳香烃，例如：环戊二烯负离子环庚三烯正离子第一节单环芳烃一，单环芳烃的异构现象和命名苯是最简单的单环芳烃。
单环芳烃包括苯、苯的同系物和苯基取代的不饱和烃。
1．异构现象（1）烃基苯有烃基的异构例如：CH2CH2CH3CHCH3CH3（2）二烃基苯有三种位置异构例如：RR'RRR'R'（3）三取代苯有三种位置异构例如： R R'RRR''R''R''R'R'2. 命名（1）苯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：CH 2(C 6H 5CH 2-)苄基（苯甲基），用Bz 表示苯基， 用Ph 或 表示ф（2）一元取代苯的命名a 当苯环上连的是烷基（R-），-NO 2，-X 等基团时，则以苯环为母体，叫做某基苯。
例如：CH CH 33NO 2Cl异丙基苯叔丁基苯硝基苯氯苯b 当苯环上连有-COOH ，-SO 3H ，-NH 2，-OH ，-CHO ，-CH=CH 2或R 较复杂时，则把苯环作为取代基。
(完整版)芳烃习题答案
第七章芳烃1、写出单环芳烃C 9^2的同分异构体的构造式并命名之 答案：2、写出下列化合物的构造式 (2) 2，6-二硝基-3-甲氧基甲苯 (4) 三苯甲烷(6) 环己基苯(8) 间溴苯乙烯(9)对溴苯胺(11) 8—氯一萘甲酸异丙苯C 2H5ChiC 2H5邻乙甲苯间乙甲苯丙苯CH sC 2H5对已甲苯 CH3Ch 3CH3Cf连三甲苯偏三甲苯 均三甲苯(1) 2-硝-3，5-二溴基甲苯 (3) 2-硝基对甲苯磺酸 (5)反二苯基乙烯 (7) 3-苯基戊烷 (10)对氨基苯甲酸 (12) (E )— 1—苯基—2— 丁烯答案：(1) 2-nitrobenzoie acid (3)o-dibromobenzene (5)3,5-dinitrophenol(7) 2-methyl-3-phenyl-1-butanol (9) benzyl bromide (2) p-bromotoluene(4)m-dinitrobenzene(6)3-chloro-1-ethoxybenzen (8) p-chlorobenzenesulfonic acid (10) p-nitroanilineQ3)(El181COOH(10)NF2Cl COOH(11)3、写出下列化合物的结构式(o,m,p )代表邻，间,对。
(11) o-xylene (12) tert-butylbenzene (13) p-cresol(14) 3-phe ny Icyclohexanol(15) 2-phe nyl-2-butene(16) n aphthalene答案:(2)CH(6)NHNONQCl(9)V(10)NQ( 11)CHCH(12)C(CH 3)3(13) (14) OHCHC=CHCH(15) (16)4、在下列各组结构中应使用 们正确地联系起来，为什么?-■”或“-"”才能把它HH(6)答案:解：这两个符号表示的意义不同，用可逆号表示的是平衡体系，两边 的结构式互变异构关系。
有机化学课后习题答案第四章
4章思考题4.1 付-克烷基化反应的特点是什么?4.2 解释什么叫定位基,并说明有哪三类定位基。
4.3 解释定位效应。
4.4 共振论对于共振结构式有何规定？4.5 试说明芳香亲电取代反应的机理。
4.6 甲苯和对二甲苯相比哪个对游离基卤代反应更活泼？试说明理由。
4.7 用KMnO4或K2CrO7+H+使PhCH3氧化成PhCOOH的反应产率很差，而由p-O2N-C6H4CH3氧化成p-O2NC6H4COOH，同样的氧化反应却有较好的产率。
如何解释。
4.8 回答下列问题。
(1)(1)环丁二烯只在较低温度下才能存在,高于35K即(如分子间发生双烯合成)转变为二聚体,已知它的衍生物二苯基环丁二烯有三种异构体。
上述现象说明什么?写出二苯基环丁二烯三种异构体的构造式。
(2)(2)1,3,5,7-环辛四烯能使冷的高锰酸钾水溶液迅速褪色,和溴的四氯化碳溶液作用得到C8H8Br8a 、它应具有什么样的结构?b、b、金属钾和环辛四烯作用即得到一个稳定的化合物2K+C8H82-(环辛四烯二负离子)。
这种盐的形成说明了什么?预期环辛四烯二负离子将有怎样的结构?解答4.1 答：（1）因烷基正离子容易重排，易形成烷基异构化产物；（2）烷基可活化苯环，易使烷基化反应产物为多元取代产物；（3）烷基化反应是可逆反应，使得产物可能复杂化。
4.2 答：苯环上已有一个取代基后，再进行亲电取代反应时，新进入的基团进入苯环的位置由环上原有取代基的性质决定，这个原有的取代基叫定位基。
定位基可分为三类，即（1）邻、对位定位基，如—OH、—NH2、—NHCOCH3、—CH3等，这类基团使苯环活化，并且使新引入的取代基在定位基的邻位和对位。
（2）间位定位基，如—NO2、—CN、—COCH3、—COOH、—SO3H等，这类基团使苯环钝化，并使新引入的取代基在它的间位。
（3）卤素是一类特殊的定位基，它使苯环钝化，但都是邻、对定位基。
4.3 答：邻、对位定位基的推电子作用是苯环活化的原因，这又可分为两种情况：①在与苯环成键的原子上有一对未共享电子，这对电子可以通过大π键离域到苯环上；②虽无未共享电子对，但能通过诱导效应或超共轭效应起推电子作用的基团，如甲基或其他烷基。
大学有机化学练习试题—第四章芳烃
第四章：芳烃学习指导： 1.芳烃结构异构和命名；2.环上亲电代替反响：代替反响定位规则（两类定位基，电子效应，空间效应，二代替苯的定位规则，定位规则在有机合成上的应用）卤化，硝化，卤化磺化，烷基化和酰基化；3.氧化反响（侧链氧化）；4.萘环上二元代替反响的定位规则；一、命名1、写出的名称。
2、写出的系统名称。
3、写出苯乙炔的结构式。
5、写出反 -5- 甲基 -1- 苯基 -2- 庚烯的结构式。
6、写出的系统名称。
二、达成以下各反响式1、2、3、()4、5、6、7、(CH3) 2C＝＝CH28、()三、理化性质比较题1、比较以下化合物的稳固性大小：(A) C 6H5CH2CH2CH==CH2 (B) C 6 H5 CH==C(CH3) 2(C) C 6H5CH2CH==CHCH3 (D) C6H5CH==CHCH==CH22、将苄基正离子 (A) 、对硝基苄基正离子(B) 、对甲氧基苄基正离子 (C) 和对氯苄基正离子(D)按稳固性大小摆列序次。
3、比较以下自由基的稳固性大小：4、将以下化合物按硝化反响活性大小摆列成序：5、将以下化合物按亲电代替反响活性大小摆列成序：6、以下哪对异构体的稳固性最靠近?7、比较 Fe 存在下 (A) ～ (D) 地点上氯代的反响活性：8、比较以下碳正离子稳固性的大小：(A) (C H ) C+653 (B) C H CH+6 5 2 (C) CH +3(D)9、以下化合物中，哪些不可以进行Friedel-Crafts 反响 ?10、展望以下化合物进行亲电代替反响时，第二个代替基进入苯环的地点。
四、用简易的化学方法鉴识以下各组化合物1、用简易的化学方法鉴识以下化合物：(A)苯 (B) 甲苯 (C) 甲基环己烷2、用简易的化学方法鉴识以下化合物：五、用化学方法分别或提纯以下各组化合物。
用简易的化学方法除掉环己烷中的少许甲苯。
六、有机合成题1、以甲苯和乙炔为原料( 无机试剂任选) 合成：2、达成转变：3、以甲苯和2- 丁醇为原料 ( 无机试剂任选 ) 合成：七、推导结构题1、某烃 A 的分子式为C9H10，强氧化得苯甲酸，臭氧化分解产物有苯乙醛和甲醛。
有机化学41
第四章 芳 香 烃Ⅰ 学习要求1. 熟练掌握用系统命名法命名芳香烃和芳香族化合物。
2. 掌握和熟练应用芳环的亲电取代反应及侧链氧化反应。
3. 了解亲电取代反应的影响因素，熟练应用亲电取代反应定位规律判断反应的主要产物，芳环的化学活性和确定合成路线。
4. 了解芳香性的概念，掌握休克尔规则，熟练应用休克尔规则判断环状共轭烯烃有无芳香性。
Ⅱ 内容提要一．苯的结构与芳香性1．苯的分子式为C 6H 6，有较大的不饱和性。
苯分子中每个碳原子以sp 2杂化轨道与相邻的两个碳原子组成碳碳σ键，与一个氢原子组成碳氢σ键，六个碳原子和六个氢原子都在同一平面内，构成平面六边形。
六个碳原子上各自未杂化的含有单电子的且垂直于环平面p 轨道，相互轴向平行重叠形成闭合的离域大π键。
2．苯分子中碳碳键长完全平均化，形成的完全离域的闭合共轭体系，其离域能为150kJ ·mol ﹣1，使得苯环具有很好的热力学稳定性。
在通常的反应条件下，苯环的结构保持不变，不易被氧化，不易被加成，较易于发生苯环上的取代反应。
3．苯环上具有较多的π电子且具有较大的可极化性，可与缺电子的亲电试剂作用，发生亲电取代反应。
苯环上连有供电子基（致活基团）时，亲电取代反应活性增加，主要产物为邻、对位取代产物；苯环上连有吸电子基（致钝基团）时，亲电取代反应的活性降低，主要产物为间位取代产物。
4．苯分子的特定结构及特殊性质称为芳香性，芳香性是芳香烃化合物的共性，其他芳环具有和苯环相似的化学性质。
如果符合以下两点条件，则该体系具有芳香性：①具有平面环状的闭合共轭体系。
②该闭合共轭体系中离域的π电子数等于(4n + 2)个（n = 0,1,2,3…。
一般n ≤6）。
这就是休克尔(Hückel)规则。
二．芳烃的化学性质1．苯环上的亲电取代反应FeX 3NO 2S O 3H X AlCl 3R (RCO)2AlCl 3COR+ X 2+ 浓HNO + 浓H 2SO + R X+ RC OX卤代反应，反应不可逆，通常用Cl 2，Br 2。
有机化学4第四章芳香烃
（1）、闭合离域体系
（2）、具有平面结构或接近平 面
（3）、参与共轭的π电子数符合 4n+2
轮烯
[8]轮 烯
HH
[10]轮 烯
HHHH
[14]轮 烯
[18]轮 烯
盆形
不共平面
π电子数8 不符合4n+2
π电子数10 符合4n+2
无芳香性 无芳香性
不共平面
π电子数12 不符合4n+2
无芳香性
共平面
π电子数18 符合4n+2
COCH3
HO
COOH
COOH NH2
HO
CH3CH2CCH2CHCHO O Cl
3-丁烯-2-醇 4-氧代-2-氯乙醛
4-羟基环己烷甲酸
4-羟基-3-甲氧基苯甲醛 2-氨基-5-羟基苯甲酸
3-硝基-4-羟基苯乙酮
官能团的优先顺序 见教材P93
1
α
891
7
2β
6
3
5
10
5
4
α
SO3H
2β
萘 1,5-二甲基萘 2-萘磺酸 或 β-萘磺酸
―O-， ―NH2，―NR2， ―OH（强烈活化） > ―OR，―OCOCH3， ―NHCOCH3（中等活化） > ―R， ―C6H5 >（弱活化） ― F， ―Cl， ―Br， ―I（弱钝化）
2、第二类定位基（间位定位基）
-N+R3， -NO2，-CN， -SO3H， -CF3，-CHO，COCH3，-COOH，-COOCH3， -CONH2（强烈钝化）
Cl
H
Cl
Cl
E
O
δδ
N
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第四章：芳烃
学习指导：1.芳烃构造异构和命名；
2. 环上亲电取代反应：取代反应定位规则（两类定位基，电子效应，空间效应，二取代苯的定位规则，定位规则在有机合成上的应用）卤化，硝化，卤化磺化，烷基化和酰基化；
3. 氧化反应（侧链氧化）；
4. 萘环上二元取代反应的定位规则；
一、命名
1、写出的名称。
2、写出的系统名称。
3、写出苯乙炔的构造式。
5、写出反-5-甲基-1-苯基-2-庚烯的构造式。
6、写出的系统名称。
二、完成下列各反应式
1、
2、
3、
( )
4、
5、
6、
7、
(CH3)2C＝＝CH2
8、
( )
三、理化性质比较题
1、比较下列化合物的稳定性大小：
(A) C6H5CH2CH2CH==CH2(B) C6H5CH==C(CH3)2
(C) C6H5CH2CH==CHCH3(D) C6H5CH==CHCH==CH2
2、将苄基正离子(A)、对硝基苄基正离子(B)、对甲氧基苄基正离子(C)和对氯苄基正离子
(D)按稳定性大小排列次序。
3、比较下列自由基的稳定性大小：
4、将下列化合物按硝化反应活性大小排列成序：
5、将下列化合物按亲电取代反应活性大小排列成序：
6、下列哪对异构体的稳定性最接近?
7、比较Fe存在下(A)～(D)位置上氯代的反应活性：
8、比较下列碳正离子稳定性的大小：
(A) (C6H5)3C+(B) C6H5CH2+(C) CH3+(D)
9、下列化合物中，哪些不能进行Friedel-Crafts反应?
10、预测下列化合物进行亲电取代反应时，第二个取代基进入苯环的位置。
四、用简便的化学方法鉴别下列各组化合物
1、用简便的化学方法鉴别以下化合物：
(A) 苯(B) 甲苯(C) 甲基环己烷
2、用简便的化学方法鉴别以下化合物：
五、用化学方法分离或提纯下列各组化合物。
用简便的化学方法除去环己烷中的少量甲苯。
六、有机合成题
1、以甲苯和乙炔为原料(无机试剂任选)合成：
2、完成转化：
3、以甲苯和2-丁醇为原料(无机试剂任选)合成：
七、推导结构题
1、某烃A的分子式为C9H10，强氧化得苯甲酸，臭氧化分解产物有苯乙醛和甲醛。
推测A的构造。
2、某芳烃A含九个碳原子，其余为氢原子，相对分子质量为120。
A不能使溴的四氯化碳溶液褪色，硝化后只得到两种一元硝基化合物B和C。
B和C分别用高锰酸钾氧化后得
到同一化合物D。
试推测A～D的构造式。
答案
一、命名
1、1-甲基-4-异丙基苯
2、1-乙基-2-丙基-5-丁基苯
3、
5、1, 4-二甲基萘
6、
二、完成下列各反应式
1、
2、
3、
4、
5、
6、
7、HBr／R2O2，
8、
三、选择题
1、(D)＞(B)＞(C)＞(A)
2、(C)＞(A)＞(D)＞(B)
3、(D)＞(B)＞(C)＞(A)
4、(C)＞(B)＞(A)
5、(A)＞(B)＞(D)＞(C)
6、(D)
7、(D)＞(C)＞(A)＞(B)
8、(A)＞(B)＞(C)＞(D)
9、2,3和4 2
10、
四、鉴别 2
1、(B) 能使温热的KMnO4溶液(加少量H2SO4)褪色。
1.5
余二者中，能与温热的混酸作用，生成比水重的黄色油状物硝基苯的是(A)。
3
2、(A)和(B)能使Br2-CCl4褪色，而(C)和(D)则否。
1
(A)和(B)中，能使KMnO4溶液褪色的是(B)。
2
(C)和(D)中，能使温热的KMnO4溶液(加少量H2SO4)褪色的是(D)。
3
五、分离
加入浓硫酸回流，或在室温下加入发烟硫酸，甲苯生成溶于硫酸的甲基苯磺酸。
六、有机合成
1、
2、
3、
七、推结构
1、 2
2、各1。