高二化学芳烃PPT优秀课件
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脂肪烃：烷、烯、炔、脂环烃等
烃
单环 如
CH3
芳香烃：
多环 如
非苯芳烃 如
-
难加成，难氧化，易取代，环稳定。
第八章 芳 烃
第一节 苯及其同系物
一 苯的结构
1. Keküle式
C6H6
优点：说明苯分子的组成 C6H6 及连接次序。 缺点：
A.不能解释苯的特殊稳定性 和不发生加成反应。
B.不能解释只有一种邻二甲 苯。
苯甲酸
苯胺
苯磺酸
2 二取代
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
邻- 二甲苯 （o）-
间- 二甲苯
CH3
对-二甲苯
（m）-
（p）-
CH3
COOH
C2H5
Cl
CH3
邻- 氯甲苯 间- 甲基苯甲酸
NO2
对- 硝基乙苯
若同时含有多种取代基,首先选好母体,依次编号,选择母 体顺序如下：-OR、-R、-NH2、-OH、-COR、-CHO、-CN、 -CONH2、-COX、-COOR、-SO3H、-COOH、正离子如NR3+等。
b 二磺化 SO3H 发烟H2SO4
200-400℃
c 甲苯的磺化
CH3
H2SO4
室温
CH3 SO3H +
SO3H
间-苯二磺酸
SO3H
CH3
d 逆反应及其用途
SO3H
SO 3HH +
+H 2SO 4 （去磺化反应）
用途：可用于有机合成或分离提纯。
分离：苯与环己烷 上层（油层）：
分液
H2SO4
SO3H 下层（水层）：
CH3 CH3
(Ⅰ)
CH3 CH3
(Ⅱ)
2 杂化轨道理论（芳香六隅体）
C6H6
H
H
H
120°
H
sp2
H
H
π6 6
H H
H
H H
H
特点：a 六个C、六个H同处一平面，正六边形，键角为120°。
b 离域大π键
能量低，稳定。
π电子在上、下方自由流动电子云密
度大。参见P.218图8-1
键长平均化： 1.34Å<1.39Å<1.54Å
机理：
δ+ δ F eC l3+ l C l C
C l++eC l4 - F
+ Cl+
+
Cl
H C l +
FeCl4-
Cl
重新析出：
催化剂
+HCl + eClF 3
Cl Cl
Cl + Cl2 FeCl3
活性顺序：F > Cl > Br > I
Cl + Cl
机理：
δ+ δ F eC l3+ l C l C
C=C
C-C
H C
H C
HC
CH
CC
H
H
苯分子中p轨道示意图
3. 分子轨道理论
三个节面
ψ6 ψ4 二个节面 ψ5
ψ2 一个节面 ψ3 ψ1
无节面
4 共振论的解释
极限式 A
极限B 式
共振能：由于共振，体系的能量降低之值，相当于分子轨道 理论中的离域能。
环己烯
氢化热
119.6KJ/mol
苯 208.16KJ/mol
a 烷基化：在苯环上引入烷基 Lewis酸2、 ：F Z3e、 nC CB 3l等 l F
+ CH3CH2Cl 无A 水 lCl3
（或：RX、ROH、烯烃）
CH2CH3 + HCl
机理：
C H 3 δ C + H 2δlC +A lC l3
AlCl4-
+
+ CH3CH2
特点？缺电子
+
C H 3C H 2 +
C l++eC l4 - F
+ Cl+
+
Cl
H C l +
FeCl4-
Cl
+HCl + eClF 3
重新析出：催化剂
Cl + Cl2 FeCl3
Cl Cl
Cl +
Cl
活性顺序：F > Cl > Br > I
b
CH3
CH3
CH3
+ Cl2 FeCl3
+
Cl
Cl
亲电取代：在苯环，需催化剂（如Fe，FeCl3）。
例 C 5 H3C4 H2C3 HC2 H=CH 1 2
（苯基）
3- 苯基-1-戊烯
苯基：
、C6H5 、Ph
苄基（苯甲基）： CH2
附
芳香烃基：Ar-
脂肪烃基：R-
三 物理性质P.223
1 苯环
（μ =0）
不溶于水； 非极性有机溶剂。
2 苯及其同系物，一般有毒。
3 苯的沸点b.p. 81℃,比水轻。
NO2
b
CH3
+
H2SO4
HNO3 30℃
CH3 NO2 +
CH3
NO2
（3） 磺化反应 a 一磺化
O
δ- δ+
HO S OH
O
+ H2SO4 70-80℃
实例：合成洗涤剂
SO3H
苯磺酸： ~H2SO4， 强酸，易溶于水。
C12H25
C12H25
H2SO4 SO3H
C12H25 SO3-Na+
主要成份
稳定性
不稳
稳
共振能: 119.6×3-208.16=150.5KJ/mol
二 同分异构现象及命名P.220
1 一取代
C H 3
C H 3
C H C H 3
N O 2
C l
A
甲（基）苯 异丙苯
硝基苯 氯苯
B 含-COOH、-OH、NH2、-SO3H时，苯环作取代 基：
C O O H
N H 2
SO 3H
H3O+
e 氯磺化反应：与氯磺酸（ClSO3H）的反应
O +CS lOH
O
O S Cl O
苯磺酰氯
苯磺酰氯很活泼，可用于合成磺胺类药物，如：
O NHC3CH
O NHCCH3
O NHCCH 3
ClS3O H
NH3·H 2O
乙酰苯胺
水解
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
NH2
SO2Cl
磺胺
SO 2 NH 2
SO2NH2
（4） 傅-克（Friedel—Crafts）反应
比较
CH3
氯化苄（苯氯甲烷）
CH2Cl
光照
光照
CHCl2 光照
Cl2
Cl2
Cl2
自由基取代：烷烃，需光照hν。
CCl3
(2) 硝化反应 a
混酸
+
HNO3
H2SO4 50-60℃
NO2
+
H2O
黄色油状液体(>1)，苦杏仁味， 有毒，可作有机溶剂。
NO2
+
HNO3（发烟）
H2SO（4 发烟）
100℃
NO2 + H2O
四 化学性质P.223
1 亲电取代反应（芳烃的典型反应） P.223
简略机理：
快
+ E+
慢
E+
H
E SP 3
+
亲电试剂 π-络合物
σ-络合物
快
E +
H +
E+ = X+、NO2+、SO3H+、R+、RCO+。
（1） 与X2的反应
a
+ 2C 或 FlF e3C e， l
Cl + HCl
富电子 缺电子
NH2
OH COOH
SO3H
对-氨基苯磺酸
邻-羟基苯甲酸
3 三取代
CH3
1 2
3
CH3
CH3
5 CH3
CH3 1
2
3 CH3 4
1,2,3- 三甲苯 (连-三甲苯)
1,3,5- 三甲苯 ( 均- 三甲苯)
CH3
1
5 4
2 CH3
3
CH3
1,2,4- 三甲苯
( 偏 - 三甲苯)
4 取代基很复杂时，将取代基看作母体，苯环作取代基。
H C H 2C H 3
CH3CH2
AlCl4-
+ H2O+AlCl3
+
C H 3C H 2C H 2
无A 水 lC l3
lC
CH 2CH 2CH 3 C H 3
CHCH3
+ 70 %
烃
单环 如
CH3
芳香烃：
多环 如
非苯芳烃 如
-
难加成，难氧化，易取代，环稳定。
第八章 芳 烃
第一节 苯及其同系物
一 苯的结构
1. Keküle式
C6H6
优点：说明苯分子的组成 C6H6 及连接次序。 缺点：
A.不能解释苯的特殊稳定性 和不发生加成反应。
B.不能解释只有一种邻二甲 苯。
苯甲酸
苯胺
苯磺酸
2 二取代
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
邻- 二甲苯 （o）-
间- 二甲苯
CH3
对-二甲苯
（m）-
（p）-
CH3
COOH
C2H5
Cl
CH3
邻- 氯甲苯 间- 甲基苯甲酸
NO2
对- 硝基乙苯
若同时含有多种取代基,首先选好母体,依次编号,选择母 体顺序如下：-OR、-R、-NH2、-OH、-COR、-CHO、-CN、 -CONH2、-COX、-COOR、-SO3H、-COOH、正离子如NR3+等。
b 二磺化 SO3H 发烟H2SO4
200-400℃
c 甲苯的磺化
CH3
H2SO4
室温
CH3 SO3H +
SO3H
间-苯二磺酸
SO3H
CH3
d 逆反应及其用途
SO3H
SO 3HH +
+H 2SO 4 （去磺化反应）
用途：可用于有机合成或分离提纯。
分离：苯与环己烷 上层（油层）：
分液
H2SO4
SO3H 下层（水层）：
CH3 CH3
(Ⅰ)
CH3 CH3
(Ⅱ)
2 杂化轨道理论（芳香六隅体）
C6H6
H
H
H
120°
H
sp2
H
H
π6 6
H H
H
H H
H
特点：a 六个C、六个H同处一平面，正六边形，键角为120°。
b 离域大π键
能量低，稳定。
π电子在上、下方自由流动电子云密
度大。参见P.218图8-1
键长平均化： 1.34Å<1.39Å<1.54Å
机理：
δ+ δ F eC l3+ l C l C
C l++eC l4 - F
+ Cl+
+
Cl
H C l +
FeCl4-
Cl
重新析出：
催化剂
+HCl + eClF 3
Cl Cl
Cl + Cl2 FeCl3
活性顺序：F > Cl > Br > I
Cl + Cl
机理：
δ+ δ F eC l3+ l C l C
C=C
C-C
H C
H C
HC
CH
CC
H
H
苯分子中p轨道示意图
3. 分子轨道理论
三个节面
ψ6 ψ4 二个节面 ψ5
ψ2 一个节面 ψ3 ψ1
无节面
4 共振论的解释
极限式 A
极限B 式
共振能：由于共振，体系的能量降低之值，相当于分子轨道 理论中的离域能。
环己烯
氢化热
119.6KJ/mol
苯 208.16KJ/mol
a 烷基化：在苯环上引入烷基 Lewis酸2、 ：F Z3e、 nC CB 3l等 l F
+ CH3CH2Cl 无A 水 lCl3
（或：RX、ROH、烯烃）
CH2CH3 + HCl
机理：
C H 3 δ C + H 2δlC +A lC l3
AlCl4-
+
+ CH3CH2
特点？缺电子
+
C H 3C H 2 +
C l++eC l4 - F
+ Cl+
+
Cl
H C l +
FeCl4-
Cl
+HCl + eClF 3
重新析出：催化剂
Cl + Cl2 FeCl3
Cl Cl
Cl +
Cl
活性顺序：F > Cl > Br > I
b
CH3
CH3
CH3
+ Cl2 FeCl3
+
Cl
Cl
亲电取代：在苯环，需催化剂（如Fe，FeCl3）。
例 C 5 H3C4 H2C3 HC2 H=CH 1 2
（苯基）
3- 苯基-1-戊烯
苯基：
、C6H5 、Ph
苄基（苯甲基）： CH2
附
芳香烃基：Ar-
脂肪烃基：R-
三 物理性质P.223
1 苯环
（μ =0）
不溶于水； 非极性有机溶剂。
2 苯及其同系物，一般有毒。
3 苯的沸点b.p. 81℃,比水轻。
NO2
b
CH3
+
H2SO4
HNO3 30℃
CH3 NO2 +
CH3
NO2
（3） 磺化反应 a 一磺化
O
δ- δ+
HO S OH
O
+ H2SO4 70-80℃
实例：合成洗涤剂
SO3H
苯磺酸： ~H2SO4， 强酸，易溶于水。
C12H25
C12H25
H2SO4 SO3H
C12H25 SO3-Na+
主要成份
稳定性
不稳
稳
共振能: 119.6×3-208.16=150.5KJ/mol
二 同分异构现象及命名P.220
1 一取代
C H 3
C H 3
C H C H 3
N O 2
C l
A
甲（基）苯 异丙苯
硝基苯 氯苯
B 含-COOH、-OH、NH2、-SO3H时，苯环作取代 基：
C O O H
N H 2
SO 3H
H3O+
e 氯磺化反应：与氯磺酸（ClSO3H）的反应
O +CS lOH
O
O S Cl O
苯磺酰氯
苯磺酰氯很活泼，可用于合成磺胺类药物，如：
O NHC3CH
O NHCCH3
O NHCCH 3
ClS3O H
NH3·H 2O
乙酰苯胺
水解
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
NH2
SO2Cl
磺胺
SO 2 NH 2
SO2NH2
（4） 傅-克（Friedel—Crafts）反应
比较
CH3
氯化苄（苯氯甲烷）
CH2Cl
光照
光照
CHCl2 光照
Cl2
Cl2
Cl2
自由基取代：烷烃，需光照hν。
CCl3
(2) 硝化反应 a
混酸
+
HNO3
H2SO4 50-60℃
NO2
+
H2O
黄色油状液体(>1)，苦杏仁味， 有毒，可作有机溶剂。
NO2
+
HNO3（发烟）
H2SO（4 发烟）
100℃
NO2 + H2O
四 化学性质P.223
1 亲电取代反应（芳烃的典型反应） P.223
简略机理：
快
+ E+
慢
E+
H
E SP 3
+
亲电试剂 π-络合物
σ-络合物
快
E +
H +
E+ = X+、NO2+、SO3H+、R+、RCO+。
（1） 与X2的反应
a
+ 2C 或 FlF e3C e， l
Cl + HCl
富电子 缺电子
NH2
OH COOH
SO3H
对-氨基苯磺酸
邻-羟基苯甲酸
3 三取代
CH3
1 2
3
CH3
CH3
5 CH3
CH3 1
2
3 CH3 4
1,2,3- 三甲苯 (连-三甲苯)
1,3,5- 三甲苯 ( 均- 三甲苯)
CH3
1
5 4
2 CH3
3
CH3
1,2,4- 三甲苯
( 偏 - 三甲苯)
4 取代基很复杂时，将取代基看作母体，苯环作取代基。
H C H 2C H 3
CH3CH2
AlCl4-
+ H2O+AlCl3
+
C H 3C H 2C H 2
无A 水 lC l3
lC
CH 2CH 2CH 3 C H 3
CHCH3
+ 70 %