芳烃学习笔记

芳烃通常指分子中含有苯环结构的碳氢化合物，是闭链类的一种，具有苯环基本结构，历史上早期发现的这类化合物多有芳香味道。下图梳理了芳烃的相关内容，赶快收藏下图学习吧！

芳烃

• 难以加成
  • 与HCl反应
    • NR
  • 与Br2/CCl4
    • NR
  • H2/Pt
    • 6个碳同时加成为环己烷
    • 过程进行非常缓慢
• 苯的芳香性
  • 易取代，难加成，环稳定
  • 苯的共振能
  • 难氧化
    • 可以与氧气在五氧化二钒高温条件下氧化成为顺丁烯二酸酐
    • 顺丁烯二酸酐可以作为共轭双烯的鉴别试剂，现象为产生沉淀
  • 环状大派键
    • 6个C-C键完全等价
• 芳香亲电取代反应
  • 硝化反应
    • 硝硫混酸条件下生成硝基苯
    • 若与甲苯反应则易生成三硝基甲苯
      • 甲基为活化基团
  • 卤代反应
    • 与卤素在三卤化铁的条件下生成一卤代产物
      • 一般是Cl2、Br2
    • 苯在碘与氧化汞的条件下生成碘代苯
    • 可直接产生卤正离子的化合物可直接反应（氯化碘、次溴酸、次氯酸等）
    • 在二硫化碳作溶剂的情况下生成对位取代产物
      • 溶剂化效应
    • 苯环侧链卤化反应
      • 自由基反应，苄位取代为主产物
      • 1,2,3级卤代烃加碱处理后可变为醇、酮、羧酸
  • 磺化反应
    • 苯环和发烟硫酸在110℃生成苯磺酸
      • 在稀硫酸的条件下苯磺酸会脱去磺酸基
    • 一般用作有机合成中的占位基团
    • 可使化合物变得溶于水（无机相）
  • 傅克烷基化反应
    • 苯环和氯代烷在路易斯酸作催化剂（如AlCl3、PPA）的条件下在苯环上上烷基
      • PPA即多聚磷酸
    • 若苯环上有钝化基团则不发生傅克烷基化反应
    • 缺点：傅克长链烷烃易发生碳正重排得不到目标产物
    • 且烷基为活化基往往会得到多取代产物
      • 可使苯环过量来缓解
    • 反应可逆，会发生烷基的移位、移环
  • 傅克酰化反应
    • 与酰氯在路易斯酸作催化剂的条件下在苯环上上酰基
    • 后可用黄鸣龙反应或锌汞齐（克莱门森还原）还原羰基成为烷基，此法可避免重排
      • 若仅用锌和盐酸则只能还原为醇
      • 克莱门森还原能将α、β不饱和羰基还原为烷烃
  • 氯甲基化
    • 苯环在甲醛和浓盐酸的作用下生成苄氯
  • 甲酰基（醛基）化（加特曼·科赫反应）
    • 甲苯与一氧化碳和盐酸在路易斯酸催化条件下生成对醛基甲苯）
• 苯环的亲电取代定位规律
  • 活化基
    • 氨基
    • 羟基
    • 甲氧基
    • 酰胺基
    • 烷基
    • 苯基
  • 钝化基
    • 卤素
    • 羰基
    • 磺酰基
    • 氰基
    • 硝基
    • 氨基正离子
  • 定位规律
    • 活化基一般是邻对位定位基
    • 钝化基一般是间位定位基
    • 卤素为特殊的钝化基，是邻对位定位基
    • 其余钝化基团上带有孤对电子的可能是邻对位定位基
    • 用共振论加以解释和预测
    • 位阻也会影响取代位点
  • 多取代苯的定位规律
    • 若有活化基团则以最强活化基团定位
    • 若全是钝化基团则要么不反应要么以最强钝化基团定位
• 加成与氧化还原反应
  • 与氯加成生成六六六
  • 催化加氢生成环己烷
  • 伯奇还原（见炔烃加成）
    • 可用于制备α，β不饱和酮
• 稠环化合物
  • 萘
    • 氧化
      • 在五氧化二钒催化条件下与空气中的氧在高温下反应
      • 在三氧化铬和醋酸条件下生成1,4-萘醌
        • 与苯环不同
      • 若萘上有给电子基则同环氧化，吸电子基则异环氧化为二羧酸
    • 还原
      • H2/Pt
        • 十氢化萘
      • 以钠和醇提供氢
        • 四氢化萘
      • 伯奇还原
        • 四氢化萘
      • 两个四氢化萘不同
    • 亲电取代（α位比β位更易反应，但β位为热力学产物reason：位阻）
      • 硝化
      • 溴代
      • 磺化
      • 酰基化
      • 活化基同环取代，钝化基异环取代
    • 加成
      • 1,4加成与1,2加成
  • 蒽
  • 菲
    • 菲在KMnO4条件下生成2，2-联苯二甲酸
  • 制备稠环化合物（Haworth合成法）
    • 苯环与环丁二酸苷发生两次傅克反应外加克莱门森还原
      • 后用硒或钯脱氢
• 判断芳香性
  • 分子轨道理论
  • 休克尔规则
    • 单环
    • 平面
    • 封闭共轭多烯
    • 含有4n+2个Π电子