药学：芳香烃 知识点总结

本思维导图是关于药学类有机化学芳香烃的知识点总结，内容分为芳香烃基本概念、化学性质、芳香烃亲电取代的地位、多环芳烃、非苯芳烃。耗时长、吐血整理，希望能给学习药学的同学们带来帮助。

芳香烃

• 芳烃的基本概念
  • 苯的结构
    • 正六边形结构
    • C-C键长均相等，C-H键长均相等
    • 所有键角均为120度
    • sp2杂化，形成π66的共轭大π键
    • 苯的取代反应—一元取代产物只有一种
    • 体系内能降低，非常稳定，不易被KMnO4氧化，不易发生加成
    • 苯的构造式表示
      • 定域式
      • 离域式
  • 芳烃的分类
    • 苯系芳烃
      • 单环芳烃
      • 多环芳烃
        • 联苯型芳烃
        • 多苯代脂烃
        • 稠环芳烃
    • 非苯芳烃
      • 不含苯环，但具有芳香族化合物的共同特征。
  • 芳烃的异构
    • 不考虑侧链烷基的异构，苯的一元衍生物只有一种。
    • 取代基相同的二取代苯
      • 邻、间、对
    • 取代基相同的三取代苯
      • 连、均、偏
  • 芳烃的命名
    • 母体的确定
      • 只有卤素、烷基、硝基和亚硝基这 几种取代基时，以苯为母体
      • 主要官能团的优先次序
    • 苯环为取代基
      • 所连的烃基较长较复杂。
      • 有不饱和基团。
      • 多苯取代芳烃时
      • 官能团排序优于苯基
      • 苯基（ph-） 芳基（Ar-） 苄基（即苯甲基）（C6H5CH2-）
        • 区分甲苯基
• 芳烃的化学性质
  • 单环芳烃
    • 亲电取代
      • 苯环上常见的亲电取代
        • 卤代
          • 反应活性：氟代（爆炸性）>氯代>溴代（常用的卤代）>碘代(可逆性)
          • 主要：邻、对位
          • 卤素对苯的亲电取代有钝化作用。
          • 甲苯基在光照下与卤素发生自由基取代反应。
            • 卤代主要进入烷基的邻、对位。
            • 烷基对苯的亲电取代有活化作用。
        • 硝化
          • 苯与浓硫酸和浓硝酸共热，苯环上的一个氢原子， 可被硝基取代生成硝基苯。
          • 硝基苯不易继续硝化。需提高反应温度，并用发烟硝酸 和发烟硫酸做硝化剂。从间位引入第2个NO2-。
          • 烷硝基硝化
            • 与混酸作用反应温度30度。
            • 生成邻硝基苯和对硝基苯
            • 继续硝化可得2，4，6-硝基甲苯，即炸药TNT。
          • 亲电试剂：NO2+
        • 磺化
          • 苯与浓硫酸反应慢,与发烟硝酸反应快。
          • 磺酸基（-SO3H）为致钝基，间位定位基
          • 更高温度下继续磺化，生成间苯二磺酸
          • 磺基苯的磺化
            • 室温下就可与浓硫酸反应
          • 可逆
            • 逆反应为水解反应
        • 傅克反应
          • 烷基化反应
            • 无水三氯化铝等催化剂作用下
            • 烷基可能发生重排
              • 故不可用此反应制备直链烷基苯
            • 
          • 酰基化反应
            • 常用催化试剂：酰卤、羧酐、羧酸。
            • 不易异构，不易多元取代。
          • 苯环上连有强吸电子基时，会使苯环上电子云密度降 低，而不能发生傅克反应。
            • 故常用硝基苯作为傅克反应的溶剂。
      • 
    • 加成反应
      • 芳烃的加成必须在特殊条件下进行。
      • 加氢
        • 苯以镍为催化剂，高温加压加氢，可生成环己烷
      • 加氯
        • 紫外光照射下，苯与氯加成，生成六氯化苯，即杀虫剂，六六六。
    • 氧化反应
      • 常用氧化剂不能使苯环氧化。
      • 无a-H的侧链不被氧化。
      • 无论侧链长短均被氧化成羧酸
    • 还原反应
    • 芳烃侧键的反应
• 芳烃的亲电取代的定位
  • 定位基
    • 致活的邻对位定位基
      • -OH、-NH2、-NHCOCH3、-OCH3、-Ph、-CH3
    • 致钝的间位定位基
      • -NO2,-CX3,-COOH,-CONH2
    • 致钝的邻对位定位基。
      • -F,-Cl、-Br
  • 二取代定位规则。
    • 两个取代基的定位作用一致。
    • 定位不一致时。
      • 活化作用>钝化作用
      • 强活化>弱活化
      • 差不多时得混合物。
  • 定位规律在有机合成上的应用（P114）
• 多环芳烃
  • 萘
    • 分子式：C10H8
    • 电子发生离域，但分子中碳碳键长并不完全相等。
      • 稳定性比苯差
    • 萘分子中碳原子的位置表示。
      • α位
        • 1,4,5,8
          • 萘的一元取代物，只有这两种异构体。
      • β位
        • 2,3,6,7
    • 性质（p116-119）
      • 白色晶体、有特殊气味，易升华，不溶于水。过去曾用作卫生球。
      • 亲电取中萘的α位为活性大于 β位
  • 蒽
    • 分子式：C14H10
    • 三个苯环以直线式稠合
    • Sp2杂化，碳碳键长也不完全相等。
    • 一元取代物有三种异构体。
      • α位
        • 1,4,5,8
      • β位
        • 2,3,6,7
      • γ位
        • 9.10
    • 蒽的性质（p119-120）
      • 比萘更容易发生化学反应，其中γ位最活泼
  • 菲（p120）
    • 存在于煤焦油中，是蒽的同分异构体。由三个苯环以角式稠合而成。
    • 一元取代物有5种异构体。
      • 1,8 2,7 3,6 4,5 9,10
        • 化学反应易发生在9,10位。
• 非苯芳烃
  • 休克尔规则
    • 具有平面结构的环状 共轭体系
    • π电子数为4N+2。
  • 环多烯
    • CnHn
  • 含芳性的化合物不一定含有苯环。
  • 具有芳香性的离子也属于非苯芳烃
  • 有明显苯环的具有芳香性
  • 杂环化合物，杂原子N、O、S具有孤电子时，计算提供两个电子，再加上环上的碳数。
  • 非苯芳烃芳香性的判断。（p121-124）
    • 轮烯
      • [10]轮烯 无芳香性
      • [14]轮烯 无芳香性
      • [18]轮烯 有芳香性
        • 环比较大，环内氢原子之间排斥力作用小， 整个分子基本处于同一平面。
    • 薁
      • 具有芳香性是一个蓝新色晶体。
      • 七元环有把电子给予五元环的趋势。
• 强吸电子基
  • -NO2
  • -SO3H
  • -CN
  • -COR