第六章多环芳烃和非苯芳烃优秀课件

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有机化学单环、多环及非苯芳香烃

有机化学单环、多环及非苯芳香烃

BrBiblioteka BrBrBr②苯为高度不饱和的分子,却不容易发生加成反应而容
易发生取代反应。
③苯环的特殊稳定性: 不与氧化剂反应; 在化学反应中苯环常保持不变;氢化热和燃烧热低。
氢化热是化合物催化加氢时所放出的热量,氢化热小 说明化合物内能低,比较稳定。
环己烯、环己二烯和苯催化加氢时都生成环己烷,氢 化热数据为:
120°
·
·
0.110nm ·
·
Π6 6
0.1397nm
·
·
苯的大π键 Π 66。
(2) 分子轨道理论
没有参加杂化的六个2p轨道重新组合成六个π分子轨 道,其中三个是成键轨道,三个是反键轨道。
在基态时,苯分子中的六个π电子都在成键轨道上,它 们的能量要比在孤立的π轨道低得多,因此苯环是一个 稳定的体系。
③ 苯环上有强吸电子基团如硝基、磺酸基、羧基、酰基 时,不发生Friedel-Crafts反应;
(5) Friedel-Crafts酰基化反应 酰基化试剂常用酰氯或酸酐,最常用的催化剂
是AlCl3,产物为芳酮。
乙酰基
O
+ CH3 C Cl AlCl3
O C CH3
CH3 +
CH3
O C
O C
O
AlCl3
CH3
CH3
Cl
+
Cl
氟代太激烈,氟苯要用间接方法制备;碘代时生成的 HI有强的还原性,必须除去HI反应才能顺利进行。
+ I2 + AgClO4
I + AgI + HClO4
(3) 磺化反应
浓 H2SO4 , 80℃ or H2SO4(SO3) , 室温

多环芳烃ppt课件

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但是,
“湾区理论”没有提出PAH致癌活性的定量判据,因而缺乏预测能力。
32
四、多环芳烃的结构与致癌性
双区理论
戴乾圜在总结“K区理论”、“湾区理论”的基础上,用PMO法计算了 49个PAH的K区碳原子和湾区碳原子的离域能及分子中各个碳原子的Dewar 指数,并以PAH在生物体内的代谢试验资料为依据,对计算数据进行数学处 理,提出了“双区理论”。
德国:食物、接触食物、可能会放入口中的产品以及儿童用品, 111111苯并(a)芘<0.1mg/kg, 16种PAHs总和<1mg/kg 有人估计,成年人每年从食物中摄取的PAHs总量为1~2mg,如果累积摄 入PAHs超过80mg即可能诱发癌症,因此建议每人每天的摄入总量不可 超过10μg。
18
三、多环芳烃在环境中的迁移转化
5 、“湾区理论”认为 PAH 的致癌机理是:“
湾区碳正离子”具有很强的亲电性,它可以与生物
大分子 DNA 的负电中心结合,生成共价化合物, 导致基因突变,形成癌症。
31
四、多环芳烃的结构与致癌性
湾区理论
“湾区理论”是建立在PAH在生物体内代谢实验基础上的,它解释了除 苯并[a]蒽和苯并[a]芘之外,多数PAH的致癌性,证明了“湾区环氧化物”在 致癌过程中起了重要作用。
论”,他们把PAH分子结构中的不同位置划分为“湾区”、A区、B区和K
区:
12 A区 9 8 7
29
1 2 3 4
11 10
6
5
四、多环芳烃的结构与致癌性
湾区理论
A区是最先被氧化的区域;B区是最终被氧化的区域; K区的位置与“K
区理论”中的K区相同,湾区理论要点如下:
1、PAH分子中存在“湾区”是其具有致癌性的主要原因。 2、在湾区的角环“B区”容易生成环氧化物, 它能自发地转变成“湾区碳正离子”。

课件有机化学第6章 芳香烃

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3. 卤化反应(Halogenation)
+ X2 FeX3 或 Fe Br + HBr Bromobenzene + Cl2 FeCl3 或 Fe Chlorobenzene Cl + HCl 86%
18
X + HX
反应活性:F2 > Cl2 > Br2 > I2 + Br2 FeBr3 或 Fe
CH(CH3)2
C(CH3)3
21
(B) 酰基化(Acylation)
O O + R C Cl (RCO)2O AlCl3 C R + HCl
O O + CH3 C Cl AlCl3 C CH3 + HCl
80℃ Acetophenone
苯乙酮
AHale Waihona Puke etyl chloride乙酰氯
22
酰基化-还原反应系列
11
• 多取代苯(确定主官能团,按最低系列原则编号)
HO
3 1 HO
NH2
CHO
3-氨基苯酚
CHO NH2 HO 2-氨基-5-羟基苯甲醛
3-羟基苯甲醛
Br CH3 CH3 1,2-二甲基-4-溴苯
12
6.3 芳香烃的化学性质
芳香亲电取代反应 加成反应 氧化反应 α-卤代反应
13
6.3.1 芳香亲电取代反应
苯的分子轨道描述
• 未参与杂化的p轨道带着一个电子垂直于环平 面,形成一个闭合环状的大π键
7
6.1.3 苯及其衍生物的命名和异构
1. 单取代苯的命名
苯环作为母体:-X,-NO2,-NO,简单烷基
Cl NO 2 NO CH 3

第六章芳烃

第六章芳烃

有机化学
芳烃
27
表6-1
一些常见单环芳烃的物理性质
熔点/℃ 5.5 -95 -25.2 -47.9 13.2 -95 -99.6 -96 -33 沸点/℃ 80.1 111.6 144.4 139.1 138.4 136.2 159.3 152.4 145.8
芳烃
化合物 苯 甲苯 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 乙苯 正丙苯 异丙苯 苯乙烯
价键理论


苯分子中碳原子采用sp2方式杂化, 每个碳原子以sp2 杂化轨道与相邻碳原子的 sp2 杂化轨道相互交盖,构 成 6 个等同的 C—C 键,同时每个碳原子以 sp2 杂化轨 道与氢的1s轨道重叠成6个等同的C-H键。碳碳间形 成闭合环, 6个碳构成平面正六边形,键角都是 120°。 每个碳原子上剩余的一个未参与杂化的 p 轨道,均垂 直于碳环所在平面。它们彼此平行重叠,形成了一个 闭合(环形)的大键: 66 H
21
3、当苯环上连有两个以上不同取代基(如:R 、 -OH、-CHO、-COOH、-NH2、-NO2、-SO3H、 -X等基团)时,选择一个最优先的基团(主官能 团)与苯一起构成母体。其它都作为取代基。编 号从主官能团处开始。

一些常见主官能团的优先次序如下:
-COOH > -SO3H > -COOR > -CONH2 > - CN > -CHO > >C=O > -OH (醇) > -OH (酚) >
有机化学
芳烃
13
苯的分子轨道和能级
反键轨道
E 成键轨道
有机化学
芳烃
14
6.3
苯及其衍生物的命名
1 、 简单的取代基为:NO2、NO、X及C4以下R,不饱和 键视情况而定,以苯为母体来命名,叫做“ 某苯 ”。 如:

多环芳烃和非苯芳烃优秀课件

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萘比苯容易起加成反应:
十氢化萘
H2 / pt 高温高压
四氢化萘
H2 / Ni (pd) Na C2H5OH 152oC
Na (or Li) NH3-C2H5OH (2mol)
H2 / 弱催化剂 高温高压
萘的结构
•萘的结构与苯类似,是一平面状分子 •每个碳原子采取sp2杂化. •10个碳原子处于同一平面,联接成两个稠合 的六元环 •8个氢原子也处于同一平面
萘分子结构的共振结构式:
•结构特点:sp2杂化,平面结构,键长不均等(但与普通的单双 键又不同)。所以不能用一个完美的结构式来表达,平时用最 稳定的共振极限式来表达。
萘的一元取代物按其结构应有两个异构体,如α-萘酚 及β-萘酚。
(2) 萘的性质
▪ 萘为白色晶体,熔点80.5℃,沸点218℃,有特殊气味(常用作防 蛀剂),易升华. ▪不溶于水,而易溶于热的乙醇和乙醚. ▪ 萘在染料合成中应用很广,大部分用来制造邻苯二甲酸酐.
• 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.
7.1 联苯及其衍生物
(1)联苯的工业制备 2C6H6 700~800 ℃ C6H5- C6H5 +
(2) 联苯的实验室制备
3' 2'
2
3
4'
1'
4
1
H2
5' 6'
65
2
I + 2Cu
+ 2CuI
联苯为无色晶体,熔点70℃,沸点254℃,不溶于水而溶于有机溶剂. 合成带有取代基的联苯通常用乌尔门反应,

《芳烃及非苯芳烃》课件

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详细描述
非苯芳烃可以根据其取代基和官能团的不同进行分类,如烯基、烷基、卤素、硝基等。这些不同的取代基和官能 团可以影响非苯芳烃的物理和化学性质。
非苯芳烃的合成方法
总结词
非苯芳烃可以通过多种合成方法获得。
详细描述
非苯芳烃可以通过多种化学反应合成,如烷基化反应、酰化反应、氧化反应等。这些合成方法可以根 据需要选择,以获得具有特定结构和性质的产物。
化工原料
01
02
芳烃是化工原料的重要组成部分,用于生产多种化学品,如苯酚、苯 胺、乙酸酐等。
非苯芳烃同样也是重要的化工原料,可用于生产农药、染料、香料等 精细化学品。
高分子材料合成
芳烃是合成高分子材料的重要 单体,如聚酯、聚酰胺和聚氨
酯等。
02
01
非苯芳烃也可以用于合成高分子 材料,如聚乙烯吡啶、聚苯乙烯
《芳烃及非苯芳烃》课件
目录
• 芳烃简介 • 芳烃的性质 • 非苯芳烃介绍 • 非苯芳烃的性质 • 芳烃与非苯芳烃的应用 • 芳烃与非苯芳烃的发展趋势与展望Fra bibliotek1芳烃简介
定义与特性
01
02
定义
特性
芳烃是一类具有芳香族特性的烃类化合物,通常具有闭合的环状结构 。
芳烃具有特殊的芳香族气味,化学性质稳定,不易发生氧化、水解等 反应。
04
非苯芳烃的性质
物理性质
熔点
非苯芳烃的熔点通常较高,因为它们具有较大的 分子量和较高的共轭程度。
沸点
由于非苯芳烃的分子间作用力较强,其沸点也较 高。
溶解性
非苯芳烃的溶解性取决于其分子结构,有些非苯 芳烃可以溶于有机溶剂,而有些则不易溶。
化学性质
加成反应
非苯芳烃可以发生加成反应,例如与氢、卤素等发生加成反应。

16种多环芳烃简介

16种多环芳烃简介
【致畸】1000mg/kg,妊娠大鼠以口,胎儿致畸。
【致DNA突变】40mg/kg,1次,田鼠经腹膜,染色体试验多种变化。
7
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16种常见多环芳烃
1
多环芳烃简介
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多环芳烃 (polycyclic aromatic hydrocarbons PAHs ) 定 义: 含有一个苯环以上的芳香化合物。产生于工业
生产、有机物热解或不完全燃烧,其中有许多被证明 具有致癌毒性。
它是煤,石油,木材,烟草,有机高分子化合物等有
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苊(ACENAPHTHENE)
分子式:C16H10
侵入途径:吸入、食入、经皮吸 收。
健康危害:吸入、摄入或以皮肤 吸收后会中毒。具腐蚀性。资 料报道有致突变作用。
毒性:低毒类。无致癌作用。
急性毒性:LD502000mg/kg(大 鼠经口);3180mg/kg(兔经皮)
分子式:C12H10 侵入途径: 吸入、食入。 健康危害: 本品对眼睛、皮肤、
光剂,消毒剂等。
微粒体致突变:鼠伤寒沙门氏 菌50μg/plate(JJIND862,893,79);
DNA损伤:大肠杆菌
10μmol/L(MUREAV 89,95,81)
6
苯并(a)芘Benzo(a)pyrene
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分子式:C20H12
侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
健康危害:对眼睛、皮肤有刺激作用。是致癌物、致畸原及诱变剂。
阳性;小鼠经皮最小中毒剂
用途:用作有机合成原料。可制成 三硝基芴酮,用于静电复印;合 成芳基透明尼龙;可代替蒽醌合 成阴丹士林染料;用于制造抗痉 挛药、镇静药,镇痛药,降血压 药;合成杀虫剂,除草剂;制备 抗冲击有机玻璃和芴醛树脂;亦

有机化学第六章芳香烃ppt课件

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浓HSO4 , 70~80℃
SO3H
H2SO4·SO3
或H2SO4·SO3 30~50℃
CH3
+ H2SO4(浓)
220℃
CH3 SO3H + CH3
SO3H SO3H SO3H
–应用
0℃ 100℃
43% 13%
CH

3
1
+ H2SO4 △
CH 3
Br2
Fe
C12H25
SO3H
•2
+ H2SO4 △ C12H25
– 烷基化反应
C2H5
+ C2H5Br
AlCl3
+ HBr
烷基化试剂除卤代烷外还可用烯烃和醇,傅克反应催
化剂常用AlCl3,也有用其他路易斯酸如BF3或FeCl3的反应。
如:
CH3-CH-CH3
+ CH3CH=CH2 AlCl3
+ CH3CH2OH H2SO4
-CH2CH3 + H2O
如果苯环上有侧链,并且在合适长度(3~4个碳)的位置 有卤原子的话,该芳烃还可发生分子内的亲电取代。如:
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第四节 苯环上的亲电取代反应
6.4 Electrophilic substitution on benzene ring
▪ 卤代反应(halogenations)
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
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891
7
2
6
3
5 10 4
CH3
-甲基蒽
9-甲基蒽
C2H5 -乙基蒽
2-乙基蒽
蒽的化学性质
① 取代反应 在路易斯酸的催化下,可发生取 代反应,卤代、硝化多是以9位取代为主的混合物。 但磺化同萘类似多发生在位或位,较低温度下 为位反应,较高温度下多为位磺化。
Br
B r2 F eB r3
4-甲基萘磺酸
OH
C O O H 5,8-二羟基-2-萘甲酸
OH
COOH
OH CH3
1-甲基-8-羟基-2-萘甲酸
2、萘的性质
(1) 亲电取代反应
反应条件较温和,取代主要发生在电子云密度较高的α位。
可用共振论解释如下:
两个共振结构式保持了苯环 的保留 结两 构个完整的苯环
α位
H
E
+
HE
H+ E
α
H H 2 S 3 4N OO (主 ) N 2H H O 2 S 3 4N O O 2 O N(主 ) N 2
② 多苯代脂肪烃 苯环间由非芳香碳原子相连。如 1,2-二苯基乙烯
脂肪烃为母体,将苯环看成取代基。
C H
C H =C H
三苯甲烷
③ 稠环芳烃 两个或多个苯环共用两个相邻碳原子。如
α
81
好,故在较高的温度下,反应是受热力学控制的。
空间拥挤
SO3H H
H
空间相互作用小
SO3H
α 萘磺酸
H β 萘磺酸
β- 萘磺酸是制备某些β- 化合物的桥梁。
S 3 H N O 2 C 3 a O S 3 N O N 。 a aO O H H + Na O
3 0 0 C
萘酚的羟基易被氨基置换而生成萘胺.
O H(N H 4 )2 S O 3水 溶 液 1 5 0 0 C加 压
N H 2
萘环的定位规则:
α-位:有第一类定位基。 β-位:有第一类定位基。
活化环 CH3 次
CH3
主 同环取代
CH3
ClSO3H CCl4 ,OoC
CH3 SO3H
N H C O C H 3 H N O 3 C H 3C O O H
β
+
E+
+
β位
+H E
H
E
+
+
只有一个共保留 振一 结个构完式整的 保苯 持环
了苯环的结构
H
E
+
H
+
H E
E HE
+
+
H
E
卤 代 :
+ C l2 Fe
Cl
硝 化 :
+H N O 3 3 H 0 ~ 2 S 4 0 。 C 4 O
N2O
磺 化 :
+ H2SO4
。 60 C
。 165 C
SO 3H
。 165 C
1 2
其中1,4,5,8位称位,2,3,6,7 3
位称为位,不论取代基位置如
4
何,编号都要从 一个位开始,
并经过该环编到另一个环。
8 7 6
5
萘的衍生物的命名与苯的衍生物的命名相似,选择 母体同样要用到“优先次序”。只是编号应遵守萘 环的编号原则。如:
萘的命名
1
2 NO2
2-硝基萘
-硝基萘
Cl 6
7 9 2β
6
3
10
54

8 7 6
5
γα
91

3 10 4

8 7
9 10
1 2
65 4 3
5 6
或7
8
3 42
1
10 9

6.7.2 稠环芳烃
稠环芳烃是指多个苯环共用两个或两个以 上碳原子的芳烃。


(naphthalene)

6.7.2.1 萘及其衍生物
1、萘的结构和命名
0.142
0.136 α
联苯
56
6' 5'
4
1 1'
4'
NO2
3
2 2' 3'
CH3
2-甲基-4'-硝基联苯
1,4-联三苯
6 1
5 4
23
1,3-联三苯
联苯的制备方法:
。 7 0 0 ~ 8 0 0 C
H + H Fe
+ H 2
联苯的化学性质与苯相似,可发生亲电取代反应,且 主要得到对位产物(苯基为第一类定位基,且因位阻而以 对位产物为主)。
1,4-二氢萘
H2,Rh-C 或 Pt-C ,P
十氢化萘
(3) 氧化反应
① 空气氧化
顺丁烯二酸酐
O
O2 , V2O5
C O
400℃
C
O
② CrO3氧化
O
C rO3 CH3COOH,10~1℃5
萘 醌
O
6.7.2.2 蒽和菲
1. 蒽的命名及化学性质
分子式C14H10,命名与萘相似,蒽环也有固定的 编号次序。
非苯系芳烃
+
分子中不含苯环,但却具有难加 成、难氧化、易取代的芳香性。
CH CH2
6.7.1 多环芳烃
多环芳烃是指分子中含有多个苯环的烃。按照苯环相 互连接 方式,多环芳烃可分为以下三类: 多苯代脂烃、联苯和联多苯、稠环芳烃,以至富勒烯也可 归到多环芳烃中。本节的重点是稠环芳烃。
① 联苯和联多苯 苯环间以单键直接相连。如
SO 3H
磺化反应的热力学控制和动力学控制:
E 反应进程
由图可见:
因萘的α-位电子
云较高,反应所需的 活化能ΔEα较低,在 较低的反应温度下即
可完成,反应是受动力学控制的。但因磺酸基的体积较大,
它与8 – 位上的氢原子之间的距离<H 与 SO3H 的半径之
和,故α-萘磺酸的稳定性较差。
β-位反应所需的活化能ΔEβ较高,但因SO3H基与H之 间的排斥作用小,β-萘磺酸的热稳定性比α-萘磺酸
2 NH2
6-氯-2-萘胺
6 NO2
1
NO2
1,6-二硝基萘 CH3
4
1
S O 3H
4-甲基萘磺酸
CH3
OH
Cl COOH OH
CH3 1,5-二甲基萘 α-萘酚
β-萘酚
8-氯-1-萘甲酸
萘的命名
1 2 NO2
-硝基萘 2-硝基萘
NH2 Cl
6-氯-2-萘胺
NO2
NO2
1,6-二硝基萘
CH3
S O 3H
β 0.140
0.139
环闭共轭体系(大键);C-C键长不完全等同;电 子云不完全平均化;离域能 ~255kJ/mol(苯的离域 能为150 kj·mol-1 );因此萘的稳定性比苯弱一些。
萘比苯容易发生加成和氧化反应,取代反应也比苯 容易进行。
萘的命名
萘环的命名较为特殊,其编号 次序相对固定。
N O 2 N H C O C H 3
α或β-位:有第二类定位基。
次 NO2
钝H2SO4,0oC
NO2
NO2 NO2
+
NO2 45%
13%
(2)加氢反应
Na , EtOH 。
10 ~ 15 C
H2 Pd-C, , P 或Na - Hg , EtOH
1,2,3,4 -四氢化萘
第六章多环芳烃和非苯芳烃
有机化学
芳烃
1
目录 (P143)
6.7 稠环芳烃和非苯芳烃 6.7.1 萘的结构、命名和性质 6.7.2 蒽和菲 6.7.3 其它的稠环芳烃
6.8 非苯芳烃及修克尔规则 小结
单环芳烃:苯及其同系物
C H3
苯系芳烃
多苯代脂肪烃

多环芳烃 联苯和联多苯


稠环芳烃
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