芳香烃

什么是芳香烃？取自大学有机化学芳香烃的有关知识。我们将芳香烃分为非本芳烃和萘，分析其取代定位效应的应用、单环芳烃异构现象和命名、苯的分子结构、物理性质，、化学性质等知识。带你系统地了解芳香烃，快来一起学习呀！

芳香烃

• 一.苯及其同系物
  • 1.苯的结构
    • 苯结构的特殊性
      • 不易加成，不易氧化，容易取代，不使溴的四氯化碳溶液褪色
      • 芳香性是芳香族化合物的共同特性
    • 苯的凯库勒式
      • 环上单双键交替排列
      • 不能说明有双键还相当稳定
    • 杂化轨道理论的解释
      • 共平面，大丌键
    • 分子轨道理论的解释
      • 体系能量低，结构稳定
    • 共振论对苯分子结构的解释
      • 苯是由（Ⅰ）和（Ⅱ）式共振形成的共振杂化体
  • 2.单环芳烃的命名
    • 官能团优先规则中，苯基与双键相当
    • 取代基多时，用邻间对
    • 复杂时，命名以苯环为取代基
  • 3.单环芳烃的物理性质
    • 熔点:对>邻>间（根据分子对称性）
  • 4.单环芳烃的物理性质
    • 亲电取代反应
      • 卤代反应
        • 催化剂路易斯酸
        • 活性顺序:F>Cl>Br>I
      • 硝化反应
        • 浓硫酸浓硝酸50度到60度，生成硝基苯
      • 磺化反应
        • 与发烟硫酸反应较快，在室温下苯环上的一个氢原子即可被磺酸基（—SO₃H）取代生成苯磺酸
      • 傅—克反应
        • 无水三氯化铝催化剂作用下，芳烃与卤代烷或酰卤反应，苯环上的氢原子可被烷基（R—）或酰基（RCO）取代
      • 氯甲基化反应
        • 在无水氯化锌的存在下，苯与甲醛、氯化氢作用生成氯化苄，苯环上的氢原子被氯甲基（—CH₂Cl）
    • 氧化反应
      • α—H（与苯环直接相连的C上的氢原子）活性增加，所以氧化总是发生在α位上，导致不论烷基碳链长短如何都被氧化为羧基
    • 加成反应
      • 加氢
      • 加氯
        • 杀虫剂“六六六”
  • 5.重要的单环芳烃
    • 苯
      • 无色透明液体
    • 甲苯
    • 二甲苯
      • 通常指三种异构体的混合物
    • 异丙苯
    • 苯乙烯
• 二.苯环上取代反应的定位规律
  • 1.定位基的定义
  • 2.定位基的分类
    • 邻、对位定位基
      • 强致活基团:—NR₂,—NHR,—NH₂—OH
      • 中致活:一OCH₃,—OCOCH₃
      • 弱致活:—CH₃
      • 弱致钝:—F,—Cl,—Br,—I
    • 间位定位基
      • 定位效应从强到弱:—NH₃,—N（CH₃）₃,—NO₂,—CX₃,—CN,—SO₃H,—CHO,—COR,—COOH,—COOR,—CONH₂,属于致钝基团，越强越难反应
  • 3.定位效应的理论解释
    • 甲基
      • 使苯环电子云密度增加，活化
      • 得到邻、对位产物
    • 羟基
      • 与苯环形成p—丌共轭体系，电子云密度增大，苯环活化
      • 邻、对位
    • 硝基
      • 吸电子，电子云密度降低被钝化
      • 间位定位基
    • 卤原子
      • 钝化，，邻、对位定位基
  • 4.二取代苯的定位规律
    • 苯环有两个取代基时，第三个取代基进入苯环的位置取决于原有取代基的性质
    • 同类定位基，取决于定位效应的强弱
    • 非同类时，取决于邻、对位定位基
  • 5.定位规律的应用
    • 合成路线的选择
    • 预测反应的主要产物
• 三.多环芳烃
  • 1.多环芳烃的分类、命名与实例
    • 联苯类:苯环之间以单键相连
    • 多苯代脂肪烃
    • 稠环芳烃
      • 两个或两个以上的苯环彼此共用两个相邻的C稠合而成
  • 2.萘
    • 萘的结构
      • C₈H₁₀,平面状分子
      • 两个稠合的六元环
        • 1,4,5,8位置相同称α位，2,3,6,7位称β位
    • 萘的性质
      • 萘的亲电取代一般发生在α位
      • 亲电取代:α位
        • 卤代
        • 硝化
        • 磺化
      • 氧化反应
        • 醌
        • 电子云密度比较大的环容易被氧化开环
      • 加氢反应
  • 3.蒽
    • 蒽的结构
      • C₁₄H₁₀,三个环直线式稠合
      • 编号看书p₁₁₉
    • 蒽的性质
      • γ位最活泼
  • 4.菲
    • C₁₄H₁₀，蒽的同分异构体，三个环角式稠合而成
    • 编号看书p₁₂₀
    • 菲的稳定性大于蒽
  • 5.致癌芳烃
• 四.非苯芳烃
  • 1.休克尔规则
    • ①平面环
    • ②共轭体系（必须是sp²杂化）
    • ③丌电子数必须是4n+2,n是整数，例:苯是6=4n+2，得n=1，说明苯有芳香性
    • 特例:[10]轮烯和[14]轮烯不是，因为不在同一平面
  • 2.重要的非苯芳烃
    • 环丙烯正离子
    • 环戊二烯负离子
    • 环庚三烯正离子
    • 环辛四烯二负离子
    • 轮烯（熳环）
    • 薁