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04芳香烃

第5章芳香烃

芳香烃简称芳烃，是指一类具有特定的环状结构和特定的化学性质的有机化合物。芳烃是芳香族化合物的母体。

大多数芳香烃含有苯的六碳环结构，少数虽然不含苯环，但都含有结构、性质与苯环相似的芳环。由于芳环的特殊结构，使芳香族化合物的性质比较特殊。一般情况下，芳环上不易发生加成反应，不易氧化，而容易发生取代反应。根据芳香烃分子结构中是否含有苯环，芳烃可分为苯系芳烃和非苯系芳烃两大类。苯系芳烃又可以根据分子中苯环的数目分为单环芳烃和多环芳烃。多环芳烃包括联苯、多苯代脂肪烃、稠环芳烃等。

5.1单环芳烃命名

苯环上连有简单烷基的芳香烃命名时，以苯为母体，侧链作为取代基称为“某烷基苯”，“烷基”二字常常省略。例如：

苯环上连有两个或两个以上相同的取代基时，应将苯环碳原子编号来确定取代基的位置。编号时采用“最低系列”的编号方法，使取代基的位置之和最小。或用习惯命名法以“邻、间、对、连、偏、均”等来表示取代基的相对位置。如：

如果苯环上所连烷基不同，编号时依据次序规则选与最小的支链相连的碳原子为1位，其余采用“最低系列法”编号。当支链上碳原子数多于5时，要将苯作为取代基，以烷基为母体，命名方法与烷烃相似。例如：

当分子结构中含有双键、三键时，也应以苯环为取代基，以烯烃或炔烃为母体，命名原则与烯、炔相似。例如：

多环芳烃中多苯代脂肪烃采用衍生物命名法，即以链烃为母体，苯环为取代基；稠环芳烃则一般有特殊的名称。例如：

芳香烃衍生物的命名一般系统命名法。首先选择恰当的母体。一般说来，常见的母体选择的优先次序为：－COOH > －SO3H > －CN > －CHO > －OH(醇) > －OH(酚) > －NH2> －R（越靠前越宜选为母体，卤素原子和硝基一般不选为母体，故在此顺序中未列出）。再给苯环上的碳原子编号，与母体取代基相连的碳原子得号为1，其余取代基采用“最低系列”原则。例如：

5.2芳香烃的结构

苯是芳香烃中最有代表性的化合物。它的结构相当稳定。早在1825年人们就

得到了苯，但是对于苯的结构却经历了漫长的过程。苯的分子式是C6H6。从分子式看，苯应具有高度的不饱和性。然而在一般条件下，苯不发生烯烃一类的加成反应，也不被高锰酸钾氧化。只有在加压下，苯催化加氢才能生成环己烷。

虽然苯不易加成，不易氧化，但是却容易发生取代反应。苯的不易加成，不易氧化，容易取代和碳环异常稳定的特性，不同于一般不饱和化合物的性质，总称为芳香性。

苯加氢可以生成环己烷，说明苯具有六碳环的结构；苯的一元取代产物只有一种，这说明苯环上六个碳原子和六个氢原子的地位是等同的。因此，1865年德国化学家凯库勒提出了苯的环状结构，并把苯的结构表示为：

凯库勒式用环状、单双键交替的结构解释了一些实验事实，如为什么苯只存在一种一元取代产物。但是按凯库勒式，苯分子中有交替的碳碳单键和碳碳双键，而单键和双键的键长是不相等的，那么苯分子应是一个不规则六边形的结构，但事实是苯分子中碳碳键的键长完全等同；同时，苯分子中有碳碳双键应该具有烯烃的加成反应，而实际上苯环异常稳定，不易发生加成反应。由以上讨论可知，凯库勒式并不能代表苯分子的真实结构。

现代物理实验方法测得，苯分子是平面结构，所有的碳氢原子都在一个平面上，键角为120°，所有的碳碳键键长都相等，均为0.139nm。根据杂化轨道理论，在苯分子中的碳原子以sp2杂化，碳原子间通过sp2杂化轨道形成六个C－C σ键和六个C－H σ键。由于杂化轨道夹角为120°，并且在同一平面内，所以，苯分子中的所有原子都在同一平面内，键角为120°。每个碳原子都有一个没有参加杂化的p轨道，都垂直于σ键所在的平面，互相平行重叠形成闭合的、共轭的大π键（见图5-1）。

由于苯分子中的共轭大π键是环状、闭合的共轭体系，使π电子离域，电子

云密度分布完全平均化（见图5-2），所以苯环中的六个C－C σ键键长完全相等，它比烷烃中的C－C单键短，而比孤立的C＝C双键长。所以实际上苯环并不是结构式表示的那样一种单双键交替的体系，而是形成了一个电子云密度完全平均化了的没有单双键之分的大π键。

由上面的讨论可以看出，苯环中并没有一般的碳碳单键和碳碳双键，凯库勒式并不能满意地表示苯的结构。因此近年来许多人采用了正六边形中画一个圆圈

( ) 作为苯结构的表示方式。圆圈代表大π键的特殊结构。但是这种表示方式不同于有机化学上习惯使用的价键结构式，因此也不能完全令人满意。

5.3单环芳烃的物理性质

苯及其低级同系物都是无色液体，比水轻，不溶于水，而易溶于汽油、醇、醚、四氯化碳等有机溶剂，沸点随相对分子质量增加而升高，对位异构体的熔点一般比邻位和间位异构体的高。苯及其同系物有毒，长期吸入它们的蒸汽，会引起肝的损伤，损坏造血器官及神经系统，并能导致白血病。

表5-1一些常见芳香烃的物理常数*

*除注明者外，其余均为20℃时的数据。

5.4单环芳烃的化学性质

苯的特殊结构已经说明了在苯环中不存在一般的C＝C双键，所以它不具备烯烃的典型性质，如亲电加成等。单环芳烃分子不易加成，不易氧化，容易取代，

碳环异常稳定，所以也具有芳香性。

5.4.1取代反应

在一定条件下，芳环上的氢原子可以被卤素原子、硝基、磺酸基、烷基等原子或基团取代。

1．卤代反应在铁或者卤化铁等催化剂存在下，苯比较容易和Cl2或Br2作用，苯环上的氢原子被卤素原子取代，生成氯苯或溴苯，称为卤代反应。

反应中也有少量的二卤代苯生成，主要产物是邻位和对位异构体。例如：

在三氯化铁存在下，甲苯发生氯代反应，主要生成邻氯甲苯和对氯甲苯。甲苯若是在光照或加热条件下发生氯代反应，则主要发生在烷基侧链上的取代反应，生成苯甲基氯（又称为苄氯或氯化苄），而不是发生在苯环上。在氯气足够时，甚至可以生成三元卤代产物。

这和烷烃的卤代一样，都是按自由基（游离基）反应历程进行的反应。同时，以上两反应也再次说明了反应条件对反应过程及产物的影响。在同样的条件下，甲苯以外的其它烷基苯主要是发生α－H（即与苯环直接相连的碳原子上的氢）被卤素取代的反应。

2．硝化反应苯与浓硫酸和浓硝酸的混合物（也称混酸）作用，苯环上的氢原子被硝基取代，生成硝基苯，称为硝化反应。

硝基苯为黄色油状液体，有苦杏仁味。它还可以继续硝化，但是要在更高的温度下或用发烟硫酸和发烟硝酸作硝化剂，才能在间位上引入一个硝基，生成间二硝基苯。

甲苯在混酸的作用下，也能发生硝化反应，在30℃时就可以反应生成甲基的邻位和对位的取代产物，还可以进一步硝化生成三硝基甲苯。

由此可以说明硝基苯比苯难以硝化，而甲苯比苯易于硝化。同时，芳烃的硝化反应在工业上有重要的意义。如2,4,6—三硝基甲苯俗称TNT，为黄色结晶，是一种常用的烈性炸药，有毒，味苦，不溶水而溶于有机溶剂。

3．磺化反应苯与浓硫酸作用，、反应速度很慢但是与发烟硫酸在室温下即可反应，苯环上的氢原子被磺酸基取代，生成苯磺酸，称为磺化反应。磺化反应是可逆的，经常采用此法来分离苯和其它有机化合物。

4．傅－克烷基化反应在三氯化铝的催化下，芳烃与卤代烷可以发生作用，其结果是在苯环上引入了烷基，生成芳烃的烷基衍生物。这个反应叫做傅列德尔——克拉夫茨烷基化反应，简称傅－克烷基化。

上式中，提供烷基的CH3CH2Cl称为烷基化试剂。除卤代烷以外，烯烃或醇也可以作烷基化试剂。当烷基化试剂中含碳原子个数超过3时，一般主要生成重排后（即异构化）的烷基衍生物。例如：

傅－克烷基化反应容易生成多烷基卤代苯。当苯环上含有强的吸电子基（如－NO2、－CHO等）时，烷基化反应不易进行。

5．傅－克酰基化反应在三氯化铝的催化下，芳烃与酰卤可以发生作用，其结果是在苯环上引入了酰基，生成芳酮。这个反应叫做傅列德尔——克拉夫茨酰

基化反应，简称傅－克酰基化。

与傅－克烷基化反应不同的是，傅－克酰基化没有重排现象发生。而相同的是当苯环上含有强的吸电子基（如－NO2、－CHO等）时，酰基化反应也不易进行，即傅－克酰基化反应不容易生成多元取代物。例如：

5.4.2加成反应

苯虽然很稳定，但是在高温和有适当催化剂存在的条件下，也可以和氢、卤素等发生加成反应。

1．催化加氢在较高温和有Ni催化剂存在的条件下，苯也可以和氢发生加成反应。

2．光照加氯苯与氯气只有在紫外光照射下才能作用生成六氯化苯。

六氯化苯（简称六六六）

5.4.3、氧化反应

苯环不能被高锰酸钾、重铬酸钾等氧化。烷基苯与此类氧化剂作用时，只要与苯环直接相连的碳原子上有氢原子，烷基就被氧化成羧基，生成苯甲酸。例如：

苯环在一般条件下不被氧化，但是在特殊情况下也可以被氧化。例如：

*5.5亲电取代反应历程

苯环上的取代反应（如卤代、硝化、磺化、傅－克反应等）都是亲电取代。一般认为在亲电取代反应中，首先是亲电试剂在一定条件下离解为亲电的正离子E+。接着E+进攻苯环，与苯环的π电子很快形成π络合物（可以理解为一种碳正离子），π络合物仍然保持苯环的结构。

E : E →E－＋E＋

紧接着π络合物中的亲电试剂E+进一步与苯环的一个碳原子直接连接，形成σ络合物。σ络合物的形成是缺电子的亲电试剂E+从苯环获得两个电子而与苯环碳结合成σ键的结果。此时，与亲电试剂E+形成σ键这个碳原子由sp2杂化轨道变成sp3杂化轨道，碳环上的π电子只剩下四个，即四个π电子分布在五个碳原子上。所以碳环不再是原来的稳定的共轭体系，而是缺电子共轭体系。

这种缺电子共轭体系，有失去氢质子而恢复原来稳定的共轭体系的趋势。σ络合物很快失去氢质子后，与亲电试剂E+形成σ键这个碳原子又由sp3杂化轨道变成sp2杂化轨道，恢复到了原来的稳定的共轭体系。此反应历程可以用下面的式子表示：

综上所述，芳烃亲电取代反应历程可以表示如下：

现以苯的卤代为例分析亲电取代反应历程：

首先，在Fe或FeBr3存在下，Br2异裂为Br＋：

Br＋进攻苯环形成π络合物，继而转化为σ络合物：

σ络合物中苯环脱去一个氢质子又恢复原来的稳定结构：

硝化反应中的亲电试剂为硝基正离子（NO2＋），磺化反应中则为SO3H＋，傅－克烷基化和酰基化反应中则为烷基正离子（R＋）和酰基正离子（ROC＋）。由于烷基正离子有异构化为更稳定的C＋的趋势，故当烷基化试剂中含有的碳原子个数超过3时，一般主要生成重排后的烷基衍生物。

5.6苯环上取代基的定位规律

5.6.1、取代基定位效应

从上面的讨论可知，甲苯发生苯环上的亲电取代时，比苯容易且主要得到邻位和对位取代物；硝基苯发生同样的取代反应时比苯难，主要得到间位的取代产物。这说明苯环上的第一个取代基可以决定第二个取代基进入环上的位置，即具有定位效应。苯环上的第一个取代基称为定位基。根据定位基的定位效应把定位基分为两类：第一类定位基（邻对位定位基）和第二类定位基（间位定位基）。

第一类定位基（邻对位定位基）常见的邻对位定位基的定位强度为：

－N(CH3)2>－NH(CH3)>－NH2>－OH>－OCH3>－NHCOCH3>－OCOCH3>－R>H>X ( I，Br，Cl )

这类取代基与苯环直接相连的原子一般只有单键或负电荷，使第二个取代基主要进入它们的邻位和对位，且使苯环活化，即反应比苯容易进行(卤素除外)。

第二类定位基（间位定位基）常见的间位定位基的定位强度为：

－NO2>－CN>－SO3H>－CHO>－COCH3>－COOH>－COOCH3>－CONH2这类取代基与苯环直接相连的原子上一般有不饱和键或正电荷，使第二个取代基主要进入它们的间位，且使苯环钝化，即反应比苯难进行。

5.6.2、定位效应的理论依据

1．第一类定位基（邻对位定位基）在发生亲电取代反应时，由于此类定位基的供电子诱导效应将苯环的均匀的电子云推向远端，使苯环出现交替极化，邻对位的电子云密度增加（如下图5-3），所以反应比苯容易进行，且邻对位上的氢原子容易被取代。

图5-3 图5-4

2．第二类定位基（间位定位基）在发生亲电取代反应时，此类定位基的吸电子诱导效应和π—π共轭效应，将苯环的均匀的电子云吸向定位基，使苯环出现交替极化，邻对位的电子云密度明显降低（如上图5-4）。相对来说，就是间位的电子云密度明显增加。所以取代反应比苯难进行，且间位上的氢原子容易被取代。

取代基的定位效应是影响取代反应的主要因素。此外，苯环上的亲电取代反应还受试剂性质，反应温度、溶剂等因素的影响。

5.6.3、定位效应的应用

1．利用取代基的定位规律，可以选择合适的合成路线。例如：由苯制备邻氯苯甲酸。不同的合成路线产物和产率就很不相同。

由上面的合成路线可以看出，取代基定位效应是合成路线的选择决定性因素之一。

2．利用取代基的定位规律，还可以推测取代反应主要产物。当苯环上只有一个定位基时，直接根据其定位效应判断第二个取代基的位置；当苯环上有两个定位基并且定位效应一致时，产物也很容易确定。例如：下列苯的二元取代物发生

取代反应时，第三个取代基进入的位置如箭头所示。

当苯环上有两个定位基而且定位效应不一致时，就要区分是否为同一类定位基。若两个定位基是同一类定位基，则新的基团进入苯环的位置由定位能力强的决定；若两个定位基不是同一类定位基，则一般由第一类定位基来决定。例如：

利用取代基的定位规律来推测取代反应主要产物时，还要考虑空间位阻等因素。例如，下列结构式中的2号碳上的氢，理论上可以被取代而引入取代基。但是，其生成物中三个取代基分别连在依次相连的三个碳原子上，相互之间很拥挤，排斥力增大（即空间位阻大），很不稳定，所以这种取代产物很少。

5.7重要的单环芳烃

1．苯

苯是无色液体，熔点5.5℃，沸点80.1℃，具有特殊(芳香)的气味，易燃，不溶于水，易溶于有机溶剂，比水轻。苯是一种很好的溶剂，蒸气有毒。

苯是1825年法拉第(Faraday，M.，179l～1867)从压缩煤气所得到的油中发现的。1845年霍夫曼(Hofmann，A．w.，1818～1892)首次从煤焦油中分离出苯。后来才从电石合成苯。现在苯的工业来源为煤的干馏和石油的高温裂解或重整。

苯早期作为发动机的燃料。后来才主要作为化工原料。苯的主要用途为：烷基化合成乙苯、乙烯苯、十二烷基苯、异丙苯，从而合成苯酚、丙酮、丁苯橡胶、聚苯乙烯橡胶、有机玻璃等；氢化成环己烷合成锦纶；氧化为顺丁烯二酸酐从而合成杀虫剂、涂料、树脂等；磺化成苯磺酸从而合成粘胶剂；硝化合成染料；氯代或氯化合成农药。此外，溶剂的消耗量也不少。农药六六六（即六氯化苯）和滴滴涕（即2，2-双（对氯苯基）-1，1，1-三氯乙烷）曾为我国主要杀虫剂，但

其残留毒性严重，已列入淘汰之中。

2．甲苯

甲苯是无色、易燃、易挥发的液体。熔点-94.4℃，沸点110.6℃。相对密度0.87g/ml，低毒，对皮肤、粘膜有刺激性，对中枢神经系统有麻醉作用。

甲苯一部分来自煤焦油，大部分是从石油芳构化而得。甲苯主要用来制造硝基甲苯、TNT（甲苯和混酸在较高温度下反应，则生成2，4，6—三硝基甲苯，俗称TNT）、苯甲醛和苯甲酸等重要物质。甲苯也用作溶剂。甲苯在催化剂(主要是钼、铬、铂等)、反应温度350～530℃，压力为1～1.5MPa下能发生歧化反应生成苯和二甲苯。苯、甲苯和二甲苯由于其重要的用途而被称为“工业三苯”。3．二甲苯

二甲苯是无色透明液体，熔点-25.5℃，沸点：144.4℃，有类似甲苯的气味。相对密度0.88g/ml，易燃，低毒。

二甲苯对眼及上呼吸道有刺激作用，高浓度时对中枢神经系统有麻醉作用。短期内吸入较高浓度时，可出现眼及上呼吸道明显的刺激症状、眼结膜及咽充血、头晕、恶心、呕吐、胸闷、四肢无力、意识模糊、步态蹒跚。重者可有躁动、抽搐或昏迷。长期接触有神经衰弱综合征。

主要用作溶剂和用于合成涂料。

4．苯乙烯

苯乙烯是无色透明油状液体。熔点-30.6℃，沸点146℃，相对密度0.91g/ml，易燃，低毒。

对眼和上呼吸道有刺激和麻醉作用。高浓度时，立即引起眼及上呼吸道粘膜的刺激，出现眼痛、流泪、流涕、喷嚏、咽痛、咳嗽等，继之头痛、头晕、恶心、呕吐、全身乏力等；严重者可有眩晕、步态蹒跚。眼部受苯乙烯液体污染时，可致灼伤。

用于制聚苯乙烯、合成橡胶、离子交换树脂等。

5.8稠环芳烃

5.8.1稠环芳烃概述

稠环芳烃是多环芳烃的一种，它是指苯环间共用两个或两个以上的碳原子相互合并而成的含有多个苯环的芳烃。命名一般以英文名称音译而来，并且芳环的碳原子有固定的编号。例如：

有很多稠环芳烃大量存在于煤和石油的焦油中。现在已从焦油中分离出好几百种稠环芳烃，大都具有致癌作用，例如：1,2,5,6—二苯并蒽、2,3—苯并芘等等。在汽车、柴油机排放的废气以及烟气中含有2,3—苯并芘。因此吸烟对健康的危害应该引起人们足够的重视。最初发现煤焦油工作人员的皮肤较易生癌，后来从煤焦油中提出致癌物质，同时合成了某些致癌烃。

稠环芳烃与苯相似，分子呈平面结构，形成闭合的共轭的大π键。但是此共轭体系的电子云密度的分布不完全相等，键长也不全相等，所以没有苯稳定。由分子结构的对称性可知，在萘和蒽的结构式中，1,4,5,8位相同，称为α位；2,3,6,7位相同，称为β位；菲分子的结构式中9,10位称为γ位。

5.8.2稠环芳烃的化学性质

由上面的结构讨论可知，稠环芳烃与苯的性质相似，亦即具有芳香性，容易发生亲电取代反应，可以发生加成反应，难以发生氧化反应。

1．取代反应由于α—H的活泼性较大，稠环芳烃的取代容易生成α位的取代产物，且反应比苯容易得多。例如：

当萘中的一个环上有定位基时，若此定位基为邻对位定位基，则由于邻对位基的致活作用主要发生同环的α位（即1、4位）取代；若此定位基为间位定位基，则由于间位基的致钝作用主要发生异环的α位（即5、8位）取代。

2．加成反应萘比苯更容易发生加成反应，并且可以控制反应条件以便生成不同的产物。

3．氧化反应萘比苯更容易发生氧化反应，不同条件下得到不同的氧化产物。例如在强烈氧化条件下，破裂一个苯环，得到邻苯二甲酸酐。

5.8.3常见的稠环芳烃

1．萘

萘为白色闪光状晶体，熔点80.6℃，沸点218℃，有特殊气味，能挥发并且容易升华，不溶于水。萘是煤焦油中含量最多的一种化合物，高温煤焦油中含萘约10％。

低毒，具有刺激作用，高浓度导致溶血性贫血及肝、肾损害。吸入高浓度萘蒸气或粉尘时，出现眼及呼吸道刺激、角膜混浊、头痛、恶心、呕吐、食欲减退、腰痛、尿频，亦可发生视神经炎和视网膜炎。重者可发生中毒性脑病和肝损害。口服中毒者主要引起溶血和肝、肾损害，甚至发生急性肾功能衰竭和肝坏死。

萘是重要的化工原料，也常用作防蛀剂，市售卫生球的主要化学成份是萘及萘酚衍生物。目前萘大量用来制造邻苯二甲酸酐（一种重要的化工原料）。

2．蒽

浅黄色针状结晶，有蓝色荧光，熔点217℃，沸点345℃，相对密度1.24g/ml，微毒，高腐蚀性。纯品基本无毒，工业品因含有菲、咔唑等杂质，毒性明显增大。由于蒸气压很低，故经吸入中毒的可能性很小。对皮肤、粘膜有刺激性，易引起光感性皮炎。

用于蒽醌生产，也用作杀虫剂、杀菌剂、汽油阻凝剂等。

3．菲

无色、有荧光、单斜形片晶体。熔点100.35℃，沸点340℃。相对密度1.06g/ml，低毒。对动物有致癌作用，对皮肤有刺激作用和致敏作用。

可用于合成树脂、植物生长激素、还原染料、鞣料等方面，菲经氢化制得全氢菲可用于生产喷气飞机的燃料。

本章小结及学习要求

芳香烃是指分子中具有苯环结构以及结构、性质与苯相似的碳氢化合物。苯是芳香烃的重要代表物。由于分子中具有芳香结构，即形成了闭合的共轭的大π键，电子云密度、键长完全平均化，使苯具有特殊的稳定性，容易发生卤代、硝化、磺化、傅克烷基化、傅克酰基化等亲电取代反应，可以发生加成反应，很难发生氧化反应。当苯环上有邻对位定位基时，苯环上发生亲电取代比苯容易，新基团取代定位基邻对位上的氢原子；当苯环上有间位定位基时，取代反应比苯难，并且取代定位基间位上的氢原子；当苯环上有多个定位基时，取代反应的产物可

以根据定位规律来推断。萘、蒽、菲等稠环芳烃具有结构，故也具有芳香性，但是比苯弱。所以也能发生亲电取代反应，且比苯更容易。蒽、菲的许多衍生物具有致癌作用。

在学习本章时，应该达到以下学习要求：掌握芳香烃的命名方法，理解芳香结构和芳香性，掌握芳香烃的性质及定位规律，了解常见的稠环芳烃及其性质。

阅读材料

休克尔规则与芳香性

一百多年前，凯库勒就预见到，除了苯以外，可能存在其他具有芳香性的环状共轭多烯烃。其中环丁二烯和环辛四烯最引起人们兴趣。

直到1948年才从乙炔的四聚反应获得饺多量的环辛四烯：

很快就知道环辛四烯与苯极不一样，是个高度不饱和的环状多烯烃。进—步的实验证明，环辛四烯不是平面分子。环丁二烯的合成也是不容易的，经过许多年的努力才在超低温(5K)的条件下获得。但它在稍高于此温度时如在35K下就二聚成三环辛二烯。

1931年，休克尔(E．Hückel)根据理论计算，提出了判断芳香体系的原则，即具有平面或接近于平面、闭合共轭体系的分子，当共轭π键的电子数为4n十2（n为自然数，即0，1，2，…）时，分子就具有芳香性。这就是休克尔规则，也叫作休克尔4n十2规则。休克尔规则简明扼要的归纳了大量的化学事实，而且具有科学的理论基础。凡是符合休克尔规则的物质，就具有芳香性。根据休克尔规则，可以方便地判断环状多烯的芳香性。随着结构理论的发展，芳香性的概念还在不断深化发展。

习题

5-1命名下列化合物：

5-2写出下列化合物的构造式：

1）对二硝基苯2）间溴硝基苯3) 1,3,5－三乙苯4）对氯苄氯5）间碘苯酚6）对羟基苯甲酸7）α－萘磺酸8）β－萘胺9）8－羟基蒽

5-3用化学方法鉴别下列物质：

1）苯、甲苯、环丙烷2）乙苯、苯乙烯、苯乙炔

3）环己烷、环己烯、苯

5-4写出下列反应的主要产物：

5-5用箭头表示发生取代反应时，新的基团进入芳环的位置：

5-6有三种组成都是C6H3Br3的三溴苯，经硝化后分别得到—种、二种及三种一硝基化合物，试写出三种三溴苯的结构简式。

5-7分子式为C8H10的化合物A、B和C，A氧化只得到一种产物苯甲酸，B 只有一种硝基取代物，C有两种硝基取代物。试写出A、B、C的结构简式。

5-8分子式为C8H14的化合物A，能使溴的四氯化碳溶液褪色，能被高锰酸钾溶液氧化，经臭氧氧化再还原水解后，只得到一种分子式为C8H14O2的没有支链的开链化合物。试写出化合物A的结构简式。

5-9分子式为C9H12的芳烃A，经高锰酸钾硫酸溶液氧化后得二元羧酸，经硝化后只得到两种一元硝化产物。试推断A的结构，并写出相应的化学反应方程式。

5-10 A、B、C三种芳烃分子式同为C9H12，氧化时A得到一元羧酸，B得到二元酸，C得到三元酸。但经硝化时，A和B分别得到两种一硝基化合物，而C 只得一种一硝基化合物，试推断A、B、C的结构简式，并写出相应的化学反应方程式。

大学有机化学练习题—芳烃

. 第四章：芳烃学习指导：1.芳烃构造异构和命名； 2. 环上亲电取代反应：取代反应定位规则（两类定位基，电子效应，空间效应，二取代苯的定位规则，定位规则在有机合成上的应用）卤化，硝化，卤化磺化，烷基化和酰基化； 3. 氧化反应（侧链氧化）； 4. 萘环上二元取代反应的定位规则；一、命名的名称。1、写出的系统名称。2、写出 3、写出苯乙炔的构造式。 5、写出反-5-甲基-1-苯基-2-庚烯的构造式。、写出的系统名称。6二、完成下列各反应式

1 、2、 3、 ( ) 4、 5、 1 / 6 . 6、 7、

＝CH)(CHC＝223 8、 ( ) 三、理化性质比较题 1、比较下列化合物的稳定性大小： (A) CHCHCHCH==CH (B) CHCH==C(CH) 266532522(C) CHCHCH==CHCH (D) CHCH==CHCH==CH 2655263 2、将苄基正离子(A)、对硝基苄基正离子(B)、对甲氧基苄基正离子(C)和对氯苄基正离子(D)按稳定性大小排列次序。 3、比较下列自由基的稳定性大小： 4、将下列化合物按硝化反应活性大小排列成序： 5、将下列化合物按亲电取代反应活性大小排列成序： 6、下列哪对异构体的稳定性最接近?

7、比较Fe存在下(A)～(D)位置上氯代的反应活性： 8、比较下列碳正离子稳定性的大小： 2 / 6 . +++(D) (C) CH (B) CHCH H(A) (C)C 3566523? Friedel-Crafts反应9、下列化合物中，哪些不能进行 10、预测下列化合物进行亲电取代反应时，第二个取代基进入苯环的位置。四、用简便的化学方法鉴别下列各组化合物

《有机化学》练习题(大学)(一)芳烃

第八章芳烃一.选择题 A1. C 6H 5OCH 3(I),C 6H 5COCH 3(II),C 6H 6(III),C 6H 5Cl(IV)四种化合物硝化反应速率次序为: (A) I >III>II>IV (B) I>III>IV>II (C) IV>I>II>III (D) I>IV>II>III C2. 起硝化反应的主要产物是: BC3. 硝化反应的主要产物是: C4. 苯乙烯用热KMnO 4氧化,得到什么产物? A5苯乙烯用冷KMnO 4氧化,得到什么产物? C6. C 6H 6 + CH 3Cl (过量) 100℃ 主要得到什么产物? (A) (B)(C) (D)CO 2H NO 22O 2N CO 2H NO 2CO 2H NO 2NO 2 CO 2H NO 2NO 2(C) (D)(B) (A)O 2N NO 2NO 2NO 2NO 2NO 2NO 2NO 2(C)(D)(B)(A)CH 2COOH CH OH CH 2OH CO 2H CH 2CHO (C)(D)(B)(A)CH 2COOH CH OH CH 2OH CO 2H CH 2CHO (C)(D) (B)(A) CH 3CH 3 CH 33CH 33CH 3CH 3CH 3

C7. 傅-克反应烷基易发生重排,为了得到正烷基苯,最可靠的方法是: (A) 使用AlCl 3作催化剂 (B) 使反应在较高温度下进行 (C) 通过酰基化反应,再还原 (D) 使用硝基苯作溶剂 A8. 用KMnO 4氧化的产物是: D9. 根据定位法则哪种基团是间位定位基? (A) 带有未共享电子对的基团 (B) 负离子 (C) 致活基团 (D) 带正电荷或吸电子基团 A10. 正丙基苯在光照下溴代的主要产物是: (A) 1-苯基-1-溴丙烷 (B) 1-苯基-2-溴丙烷 (C) 邻溴丙苯 (D) 对溴丙苯 B11.邻甲基乙苯在KMnO 4,H +作用下主要产物是: (A) 邻甲基苯甲酸 (B) 邻苯二甲酸 (C) 邻甲基苯乙酸 (D) 邻乙基苯甲酸 B12. 由萘氧化成邻苯二甲酸酐的条件是: (A) CrO 3,CH 3COOH (B) V 2O 5,空气,400～500℃ (C) KMnO 4,H + (D) O 3,H 2O A 13. 分子式为C 9H 12的芳烃,氧化时,生成三元羧酸,硝化时只有一种一元硝化物,则该化合物的构造式应为: B14. 主要产物是: B 15.有一个氯化物和镁在四氢呋喃中反应的产物倒在干冰上,得到邻甲氧基苯甲酸, 该化合物为: COOH C(CH 3)3CH 3COOH COOH COOH CHO C(CH 3)3(D)(C)(B)(A)CH 3H 3C CH 3CH 3CH 3CH 3CH 2CH 3CH 3CH 3 CH 3 CH 3(D) (C)(B)(A)CH 2CH 2CH 2CO (C) (A)COCH 2CH 2CH 3(D)(B) OCH 3Cl OCH 2Br COOH COCl OCH 3CH 2Cl OCH 3(A)(B)(C)(D)Cl 2NO 2Na 2CO 3 H +OH 2 NO 2

第四章芳烃_有机化学及实验

第四章芳烃一基本要求 1、掌握芳烃的分类、命名和结构。 2、掌握芳烃的化学反应：氧化反应、加成反应和取代反应，重点学习芳香族化合物的亲电取代反应理论。 3、掌握芳烃亲电取代反应中的定位效应。三类定位基的特点极其理论解释以及利用定位效应于有机合成中。 4、了解芳烃的一些物理性质和光谱特征，特别是苯环的各向异性效应在解析1HNMR谱图方面的应用。 5、了解芳香族亲电取代反应的机理和实例，学会运用付-克反应处理有机化学中的分析、合成问题。二基本概念苯的凯库勒结构，离域结构，共振结构，休克尔规则，自由基加成，亲电取代反应，亲核取代反应，付-克反应，第一类定位基，第二类定位基，第三类定位基，共轭效应(C)，诱导效应(I)。三重点与难点提示 1苯的离域结构：苯具有平面正六边形结构，每两个相邻碳原子之间的距离是一样的，分子中每个碳原子都以sp2 杂化轨道分别与一个氢和两个碳以σ键结合，3个σ键之间的夹角都是120°，每个碳还剩一个p电子，处于和苯环平面相垂直的p轨道上。6个p轨道彼此重叠，互相贯通成圆环。由于苯分子的这种对称性排列，电子云是平均分布在整个环上的，6个p电子发生离域形成环状大л键(见图4.1)。图4.1苯的离域л分子轨道 2、苯的共振结构共振论认为许多化合物可以用一个结构式表示其结构，例如乙烯 C C H H 。但有一些化合物却不能用单一的结构式精确表示其结构。它的真实结构是由多个共振结构式共振而成的共振杂化体。例如，苯的真实结构可以认为主要是由下列共振结构式共振而成的共振杂化体。共振结构式之间用双箭头“”连接。 + _ 共振论认为共振结构式符合下列规定：（1）各共振结构式中原子位置无任何变动，且成对或未成对的电子数也应相同，它的差别在于电子的分布。例如：

有机化学基础芳香烃(教案)

第二节芳香烃（教案）教学目标【知识与技能目标】 1.了解苯的物理性质和分子组成以及芳香烃的概念。 2.掌握苯的结构式并认识苯的结构特征。 3.掌握苯和苯的同系物的结构特点、化学性质 4.理解苯的同系物结构中苯环和侧链烃基的相互影响【过程与方法目标】 1.培养学生自主学习的能力和科学探究的能力。 2.引导学生学习科学探究的方法，培养学生小组合作、交流表达的能力。【情感、态度、价值观目标】培养学生重视实验的科学态度和对科学实验的兴趣，学习科学家的优秀品质。教学重点：苯和苯的同系物的结构特点、化学性质教学难点：苯的同系物结构中苯环和侧链烃基的相互影响教学方法：教师引导、学生自主、探究、合作学习；多媒体辅助教学教学流程：一、复习有机物的分类，引入课题二、回顾已学，完成表格四、实验中发现苯和甲苯的性质差异，从结构上分析探究，并完成下表

［课堂练习］： 1．能证明苯分子中不存在单双键交替的理由是（）A．苯的邻位二元取代物只有一种B．苯的间位二元取代物只有一种 C．苯的对位二元取代物只有一种D．苯的邻位二元取代物有二种 2．苯环结构中不存在C-C单键与C=C双键的交替结构，可以作为证据的是（） ①苯不能使溴水褪色②苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 ③苯在一定条件下既能发生取代反应，又能发生加成反应 ④经测定，邻二甲苯只有一种结构 ⑤经测定，苯环上碳碳键的键长相等，都是1.40×10-10m A．①②④⑤B．①②③⑤C．①②③D．①② 3．下列物质中所有原子都有可能在同一平面上的是（） 4．P.39学与问 5．甲苯与氯气反应生成什么？ 6．写出下列化学方程式（1）甲苯与氢气（2）苯乙烯与溴水、过量的氢气、加聚五、芳香烃的来源及其应用［实践活动］P39 苯的毒性小结：苯甲苯甲烷分子式C6H6C7H8CH4 结构简式H—CH3 结构相同点都含有苯环无苯环结构不同点苯环上没有取代基苯环上含— CH3 无苯环含—CH3分子间的关系结构相似，组成相差CH2，互为同系物物理性质相似点无色液体，比水轻，不溶于水无色无味的气体化学性质溴的四氯化碳不反应不反应不反应 KMnO4 （H2SO4）被氧化，溶液褪色不反应不反应

大学有机化学芳香烃练习题

大学有机化学芳香烃练习题学习指导：1. 芳烃构造异构和命名； 2. 环上亲电取代反应：取代反应定位规则卤化，硝化，卤化磺化，烷基化和酰基化；. 氧化反应； 4. 萘环上二元取代反应的定位规则；一、命名 1、写出的名称。 2、写出的系统名称。 3、写出苯乙炔的构造式。 5、写出反-5-甲基-1-苯基-2-庚烯的构造式。、写出的系统名称。二、 1、、完成下列各反应式 3、 4、 5、 6、 7、 2C＝＝CH2 8、

三、理化性质比较题 1、比较下列化合物的稳定性大小： C6H5CH2CH2CH==CH C6H5CH==C C6H5CH2CH==CHCH3 C6H5CH==CHCH==CH2 2、将苄基正离子、对硝基苄基正离子、对甲氧基苄基正离子和对氯苄基正离子按稳定性大小排列次序。 3、比较下列自由基的稳定性大小： 4、将下列化合物按硝化反应活性大小排列成序： 5、将下列化合物按亲电取代反应活性大小排列成序： 6、下列哪对异构体的稳定性最接近 ? 7、比较Fe存在下～位置上氯代的反应活性： 8、比较下列碳正离子稳定性的大小： 3C+ C6H5CH2+ CH3+ 、下列化合物中，哪些不能进行Friedel-Crafts反应 ? 10、预测下列化合物进行亲电取代反应时，第二个取代基进入苯环的位置。四、用简便的化学方法鉴别下列各组化合物 1、用简便的化学方法鉴别以下化合物：苯甲苯甲基环己烷

2、用简便的化学方法鉴别以下化合物：五、用化学方法分离或提纯下列各组化合物。用简便的化学方法除去环己烷中的少量甲苯。六、有机合成题 1、以甲苯和乙炔为原料合成： 2、完成转化： 3、以甲苯和2-丁醇为原料合成：七、推导结构题 1、某烃A的分子式为C9H10，强氧化得苯甲酸，臭氧化分解产物有苯乙醛和甲醛。推测A的构造。 2、某芳烃A含九个碳原子，其余为氢原子，相对分子质量为120。A不能使溴的四氯化碳溶液褪色，硝化后只得到两种一元硝基化合物B和C。B和C分别用高锰酸钾氧化后得到同一化合物D。试推测A～D的构造式。答案一、命名 1、1-甲基-4-异丙基苯 2、1-乙基-2-丙基-5-丁基苯 3、 5、1,-二甲基萘 6、二、完成下列各反应式 1、、 3、

第四章脂环烃和芳香烃习题及答案

第四章脂环烃和芳香烃 4.1 写出分子式符合C 5H 10的所有脂环烃的异构体（包括顺反异构）并命名。答案： C 5H 10 不饱和度Π =1 a.环戊烷 b. c.d. e. 1－甲基环丁烷顺－1,2－二甲基环丙烷反－1,2－二甲基环丙烷1,1－二甲基环丙烷cyclopentane 1－methylcyclobutane cis －1,2－dimethylcyclopropane trans －1,2－dimethyllcyclopropane 1,1－dimethylcyclopropane f. 乙基环丙烷 ethylcyclopropane 4.3 命名下列化合物或写出结构式： Cl Cl a. b. CH 3 H 3C c.H 3C CH(CH 3)2 d.H 3C CH(CH 3)2 e. SO 3H Cl f.4－硝基－2－氯甲苯 g.2,3－二甲基－1－苯基－1－戊烯 h. 顺－1,3－二甲基环戊烷答案： a. 1,1－二氯环庚烷 1,1－dichlorocycloheptane b. 2,6－二甲基萘 2,6－ dimethylnaphthalene c. 1－甲基－４－异丙基－1,4－环己二烯 1－isopropyl ―4－methyl －1,4－cyclohexadiene d. 对异丙基甲苯 p －isopropyltoluene e. ２－氯苯磺酸２－chlorobenzenesulfonic acid f. CH 3 NO 2 Cl g. CH 3 CH 3 h.2－chloro －4－nitrotoluene 2,3－dimethyl －1－phenyl －1－pentene cis －1,3－dimethylcyclopentane 4.4 完成下列反应：

第四章芳烃转化过程

第四章芳烃转化过程 4.2芳烃的转化 4.2.1概述一、芳烃转化反应的化学过程异构化、歧化与烷基转移、烷基化和脱烷基化等几类反应，都是按离子型反应机理进行，反应历程包括正烃离子的生成及正烃离子的进一步反应。

二、催化剂芳烃转化反应是酸碱型催化反应。 1. 酸性卤化物酸性卤化物与HX构成：A1Br3、A1Cl3、BF3等路易氏酸。通式HX—MXn。用于芳烃的烷基化和异构化等反应，较低温度和液相中进行。 2.固体酸 1)浸附在适当载体上的质子酸：H2SO4、H3PO3、HF等。常用的是磷酸/藻土，磷酸／硅胶烷基化反应。 2）浸渍在适当载休上的酸件卤化物：BF3／γ-A12O3催化剂 3）混合氧化物催化剂：SiO2-A12O3催化剂 4）贵金属-氧化硅-氧化铝：Pt／SiO2-A12O3,具有酸、加氢脱氢功能。主要用于异构化反应。 5）分子筛：ZSM－5，具有酸功能，还具有热稳定性高和择形性等功能，用于芳

烃歧化与烷基转移、异构化和烷基化。 4.2.2芳烃歧化——二甲苯生产一、概述三种异构体的混合物，呈无色透明易挥发有芳香气味的液体，有毒，不溶于水，溶于乙醇和乙醚。二甲苯性质二甲苯分子式为C6H4(CH3)2，有三种异构体，其各自物理性状分别为： (1)邻二甲苯，熔点-25℃，沸点144℃。 (2)间二甲苯，熔点-47.4C，沸点139.3℃。 (3)对二甲苯，熔点13.2C，沸点138.5℃。用途： a混合二甲苯主要用作油漆涂料工业的溶剂和航空汽油添加剂。 b对二甲苯可以氧化制得对苯二甲酸，进而可以生产聚酯纤维和聚酯薄膜，c邻二甲苯氧化可制得邻苯二甲酸酐，是制造醇酸树脂和聚酯树脂，以及用作塑料增塑剂的重要中间体， d间二甲苯可氧化成间苯二甲酸，是制造醇酸树脂、饱和及不饱和聚酯塑料的原料。二、甲苯歧化反应定义：芳烃歧化是指两个相同芳烃分子在酸性催化剂作用下，一个芳烃分子

高中有机化学芳香烃知识点梳理

高中化学选修5 有机化学芳香烃知识点梳理一、芳香烃含有苯环的烃最简单的芳香烃是苯苯及同系物、芳香烃、芳香族化合物的区别和联系。二、苯物理性质：标况下为密度小于水、有特殊气味的液体，不溶于水的有机溶剂。可以使溴水褪色（萃取），有机层在上层。如果用四氯化碳萃取，有机层在下层。苯的同系物的通式是CnH2n-6 (n≥6)具有4个不饱和度。化学性质： 1、不能使酸性的高锰酸钾褪色；不能使溴的四氯化碳褪色。（苯没有双键） 2、氧化反应（燃烧）甲烷:明亮火焰乙烯:火焰更亮,有黑烟乙炔:浓烟,火焰明亮(氧炔焰) 苯:浓黑烟,明亮 3、苯只有C-C C-H 键和一个介于单键和双键之间的大π键更易发生取代反应，但也能发生加成反应。取代反应 ①卤代反应 +Br2+ HBr 反应条件：苯和液体卤素单质（该反应不能在卤素水溶液或卤素四氯化碳溶液中进行）在铁粉的催化下（实际催化剂是卤化铁，不是三价铁），该反应是放热反应，不需要加热。卤苯的分离： 1、加入蒸馏水，除去可溶于水的杂质（HBr 和FeBr3）（苯和卤苯不溶于水）。 2、加入Na OH溶液，除去卤素单质。（卤素单质易溶于苯，用NaOH反应除去）。 3、加入蒸馏水，除去过量的NaOH。 4、加入无水氯化钙，除水、过滤（不加生石灰，生石灰吸水放热，产率下降）。 5、蒸馏分离

注意：卤苯是可以在氢氧化钠溶液中发生水解反应，但不能发生消去反应。 +Na OH→+NaBr ②硝化反应 + HNO3+H2O 分离提纯参考卤苯的分离。加成反应 + 3H2 甲苯： 1、苯的同系物一定是烷基，非烷基的一定不是苯的同系物。甲苯是苯的同系物。 2、苯与取代基相关作用，使甲苯具有如下特点：能使溴水褪色（萃取）不能使溴的四氯化碳褪色（没有双键）能使酸性高锰酸钾溶液褪色（可以区别甲苯和苯）备注：1、只要苯是的取代基，都可以被酸性高锰酸钾氧化成苯甲酸 2、当取代基与苯相连的碳没有氢将不能被氧化。如不能使酸性高锰酸钾褪色。取代基使苯环邻位和对位氢比较活跃，发生取代反应。 + 3HNO3+ 3H2O 三硝基甲苯（TNT ）其他：甲苯也能发生卤代反应，条件相同。也能发生氢气加成反应。芳香烃来源：煤焦油、烯烃或炔烃的催化重整。

专题十三有机化学基础第二课时芳香烃

专题十三有机化学基础第二课时芳香烃【课堂目标】 1.以芳香烃的代表物为例，比较与其他烃类在组成、结构、性质上的差异。 2.举例说明芳香烃在有机合成和有机化工中的重要作用。【基础梳理】活动一：苯的结构与性质 1.苯的结构和芳香烃苯分子碳原子杂化为；苯分子具有空间结构。辨析：下列说法是否正确 ( )78g苯中含碳碳双键为3mol 2.区分苯的同系物、芳香烃、芳香族化合物。【例题1】下列物质属于芳香烃，但不是苯的同系物的是 A.③④ B.②⑤ C.①②⑤⑥ D.②③④⑤⑥三者关系可表示为(画圆圈)： 3.苯的性质 (1)物理性质苯有毒，溶于水，密度比水，熔点仅为5.5℃。 (2)苯分子的特殊结构决定了苯兼有烷烃和烯烃的化学性质，即：取代，加成，氧化。

①取代反应：苯与溴发生反应：；苯与浓硝酸发生反应：； ②苯与H2发生加成反应：。 ③氧化反应： a.苯不能使酸性KMnO4溶液褪色。 b.苯在空气中燃烧，产生明亮火焰并。活动二：苯的同系物由于苯环受烃基的影响，使苯的同系物与苯有所不同。 (1)氧化反应： ①燃烧。 ②苯的同系物分子中的烃基一般可以被酸性KMnO4溶液氧化为羧基。以甲苯为例：。 (2)取代反应：甲苯与浓HNO3、浓H2SO4的混合物反应：。辨析：下列说法是否正确 ( )乙烯和乙烷都能发生加聚反应 ( )乙烯和苯都能与溴水反应 ( )乙烯和甲烷可用酸性KMnO4溶液鉴别 ( )苯和乙烯都可使溴的四氯化碳溶液褪色 ( )苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，因此苯不能发生氧化反应

【例题2】含苯环的化合物的同分异构体的书写： (1)写出苯的一氯代物、二氯代物的结构简式。 (2)分子式为C8H10的芳香烃的同分异构体有几种？试写出其结构简式。 (3)乙苯的核磁共振氢谱共有几个峰？一氯代物有几种？试写出其结构简式。

大学有机化学练习题—第四章芳烃.doc

第四章：芳烃学习指导：1.芳烃构造异构和命名； 2. 环上亲电取代反应：取代反应定位规则（两类定位基，电子效应，空间效应，二取代苯的定位规则，定位规则在有机合成上的应用）卤化，硝化，卤化磺化，烷基化和酰基化； 3. 氧化反应（侧链氧化）； 4. 萘环上二元取代反应的定位规则；一、命名 1、写出的名称。 2、写出的系统名称。 3、写出苯乙炔的构造式。 5、写出反-5-甲基-1-苯基-2-庚烯的构造式。 6、写出的系统名称。二、完成下列各反应式 1、 2、 3、 ( ) 4、

5、 6、 7、 (CH3)2C＝＝CH2 8、 ( ) 三、理化性质比较题 1、比较下列化合物的稳定性大小： (A) C6H5CH2CH2CH==CH2(B) C6H5CH==C(CH3)2 (C) C6H5CH2CH==CHCH3(D) C6H5CH==CHCH==CH2 2、将苄基正离子(A)、对硝基苄基正离子(B)、对甲氧基苄基正离子(C)和对氯苄基正离子 (D)按稳定性大小排列次序。 3、比较下列自由基的稳定性大小： 4、将下列化合物按硝化反应活性大小排列成序： 5、将下列化合物按亲电取代反应活性大小排列成序： 6、下列哪对异构体的稳定性最接近? 7、比较Fe存在下(A)～(D)位置上氯代的反应活性：

8、比较下列碳正离子稳定性的大小： (A) (C6H5)3C+(B) C6H5CH2+(C) CH3+(D) 9、下列化合物中，哪些不能进行Friedel-Crafts反应? 10、预测下列化合物进行亲电取代反应时，第二个取代基进入苯环的位置。四、用简便的化学方法鉴别下列各组化合物 1、用简便的化学方法鉴别以下化合物： (A) 苯(B) 甲苯(C) 甲基环己烷 2、用简便的化学方法鉴别以下化合物：五、用化学方法分离或提纯下列各组化合物。用简便的化学方法除去环己烷中的少量甲苯。六、有机合成题 1、以甲苯和乙炔为原料(无机试剂任选)合成： 2、完成转化： 3、以甲苯和2-丁醇为原料(无机试剂任选)合成：七、推导结构题 1、某烃A的分子式为C9H10，强氧化得苯甲酸，臭氧化分解产物有苯乙醛和甲醛。推测A的构造。 2、某芳烃A含九个碳原子，其余为氢原子，相对分子质量为120。A不能使溴的四氯化碳溶液褪色，硝化后只得到两种一元硝基化合物B和C。B和C分别用高锰酸钾氧化后得

第四章芳香烃

第四章芳香烃（aromatic hydrocarbon）教学要求：掌握：苯的结构特点；芳香烃亲电取代反应及反应机理、侧链卤代反应及氧化反应；芳香性概念；Hückel规则及应用熟悉：苯及其同系物的命名、物理性质；稠环芳烃的命名及反应；定位效应及应用；不饱和度了解：致癌烃。芳香族化合物是具有“芳香性”的化合物，芳香烃(aromatic hydrocarbon)则是具有“芳香性”的环状碳氢化合物。所谓芳香性(aromaticity)是指化学性质上表现为:易发生取代反应,难发生加成和氧化反应,环具有特殊稳定性不易破裂,并具有一定的光谱特征(见第10章)。在芳香烃中，把具有苯环结构的称为苯型芳香烃，不含有苯环而具有芳香性的称为非苯型芳香烃。第一节苯及其同系物一、苯(benzene)的结构苯分子式：C6H6，碳与氢比例为1:1，应为不饱和化合物。但事实上，苯极为稳定：◆不易加成；易取代；?不易氧化；?一元取代产物只有一种。说明苯分子中的6个氢原子的地位是等同的。因此认为苯一定具有特殊的结构。（一）Kekulé结构式 Kekulé结构式可解释：◆苯经催化加氢生成环己烷,说明苯分子的6个碳原子为环状结构; 一元取代物只有一种,说明6个氢原子完全等同。不能解释：◆苯的Kekulé式显示分子有3个双键,却难发生亲电加成反应; 苯的邻位二元取代物只有一种。可见Kekulé式不能完全反映出苯的真实结构。（二）苯分子结构的现代解释经现代物理方法研究证明，苯分子6个碳原子和6个氢原子都在同一平面上，6个碳组成一个正六边形，键角均为120°，各C-C键键长为139pm,如图5.1(a)所示。 ??图5-1 (a)苯分子中σ键(b)P轨道形成大π键(c)苯分子大π键电子云苯分子为平面结构，6个碳原子都是SP2杂化,每个碳原子以SP2杂化轨道互相重叠形成C-C σ键,又各自以SP2杂化轨道与氢原子的1S轨道相重叠形成6个C-Hσ键，由于碳原子的三个SP2杂化轨道处在同一平面内,夹角为120°，所以6个碳原子正好形成一个正六边形，所有的碳原子和氢原子都在同一平面上。碳原子除以SP2杂化轨道形成两个C-Cσ键和一个C-H键外，每个碳原子还有一个P轨道，均垂直于苯环平面而相互平行。每个P轨道都可以与2个相邻碳原子的P轨道侧面重叠，

化学选修五(有机化学基础)----芳香烃

课题：芳香烃基础自测苯的组成与结构 1．三式平面正六边形，所有的原子都在同一平面上。 3．化学键苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键。苯的性质 1．物理性质 (1)燃烧现象：发出明亮火焰，产生浓黑烟。 (2)取代反应 ①在三溴化铁的作用下和溴单质发生取代反应的化学方程式为生成的二溴代物以邻位和对位取代产物为主。 ②在60℃、浓硫酸作用下，和浓硝酸发生硝化反应： (3)加成反应在催化剂、加热条件下，与H2加成的化学方程式为

(4)苯的特性 ①苯不与高锰酸钾酸性溶液和溴水反应，由此可知苯在化学性质上与烯烃有很大的差别。 ②苯在催化剂(Fe或FeBr3)作用下与液溴发生取代反应，说明苯具有烷烃的性质。 ③苯又能够与H2或Cl2分别在催化剂作用下发生加成反应，说明苯具有烯烃的性质。 ④苯容易发生取代反应，而难于发生加成反应，难被氧化，其化学性质不同于烷烃、烯烃和炔烃。溴苯、硝基苯的制备将反应后的液体倒入一个盛有冷水

芳香烃的来源与苯的同系物 1．芳香烃的来源 (1)芳香烃最初来源于煤焦油中，现代主要来源于石油化学工业中的催化重整和裂化。苯、乙苯和对二甲苯是应用最多的基本有机原料。 (2)工业上，乙苯、异丙苯主要通过苯与乙烯、丙烯反应获得。苯与乙烯反应的化学方程式为。 2．苯的同系物 (1)概念：苯环上的氢原子被烷基取代后的产物。 (2)结构特点：分子中只有1个苯环，侧链是烷烃基。 (3)通式：C n H2n－6(n≥7)。苯的同系物与芳香烃的关系 (1)分子式与苯(C6H6)相差一个或若干个“CH2”原子团的物质，如甲苯(C7H8)、二甲苯(C8H10)等都是苯的同系物，它们也都属于芳香烃。 (2)苯的同系物都是芳香烃，但芳香烃不一定是苯的同系物。如属于芳香烃，但不是苯的同系物。 (3)苯的同系物的通式都为C n H2n－6(n≥7)，但通式符合C n H2n－6的烃不一定是苯的同系物。如的分子式为C10H14，它不属于苯的同系物。 (4)几个概念间的关系：

大学有机化学练习题—第四章芳烃

第四章：芳烃学习指导：1. 芳烃构造异构和命名； 2.环上亲电取代反应：取代反应定位规则（两类定位基，电子效应，空间效应，二取代苯的定位规则，定位规则在有机合成上的应用）卤化，硝化，卤化磺化，烷基化和酰基化； 3.氧化反应（侧链氧化）； 4.萘环上二元取代反应的定位规则；、命名 5、写出反-5-甲基-1-苯基-2-庚烯的构造式。 1 、 2 、 3 、 4 、 6、写出完成下列各反应式 1 、 2 、写出写出苯乙炔的构造式。的系统名称。

6、 7 、 (A) C 6H 5CH 2CH 2CH==CH 2 (B) C 6H 5CH==C(CH 3)2 (C) C 6H 5CH 2CH==CHCH 3 (D) C 6H 5CH==CHCH==CH 2 2、将苄基正离子 (A) 、对硝基苄基正离子 (B)、对甲氧基苄基正离子 (C) 和对氯苄基正离子 (D) 按稳定性大小排列次序。 3、比较下列自由基的稳定性大小： 4、将下列化合物按硝化反应活性大小排列成序： 5、将下列化合物按亲电取代反应活性大小排列成序： 6、下列哪对异构体的稳定性最接近 ? 7、比较 Fe 存在下 (A)～(D) 位置上氯代的反应活性： 5、 (CH 3)2C ＝＝ CH 2 三、理化性质比较题 1、比较下列化合物的稳定性大小：

8、比较下列碳正离子稳定性的大小： 10、预测下列化合物进行亲电取代反应时，第二个取代基进入苯环的位置。用简便的化学方法鉴别下列各组化合物用简便的化学方法鉴别以下化合物： (A) 苯 (B) 甲苯 (C) 甲基环己烷五、用化学方法分离或提纯下列各组化合物。用简便的化学方法除去环己烷中的少量甲苯。六、有机合成题 1、以甲苯和乙炔为原料 (无机试剂任选 )合成： 2、完成转化： 3、以甲苯和 2-丁醇为原料 (无机试剂任选 )合成：七、推导结构题 1、某烃 A 的分子式为 C 9H 10，强氧化得苯甲酸，臭氧化分解产物有苯乙醛和甲醛。的构造。 2、用简便的化学方法鉴别以下化合物： (A) (C 6H 5)3C + (B) C 6H 5CH 2+ (C) CH 3+ 9、下列化合物中，哪些不能进行 Friedel-Crafts 反应 ? 四、 1、推测 A

大学有机化学总结习题及答案最全

有机化学总结一．有机化合物的命名 1.能够用系统命名法命名各种类型化合物：包括烷烃，烯烃，炔烃，烯炔，脂环烃（单环脂环烃和多环置换脂环烃中的螺环烃和桥环烃），芳烃，醇，酚，醚，醛，酮，羧酸，羧酸衍生物（酰卤，酸酐，酯，酰胺），多官能团化合物（官能团优先顺序：－COOH ＞－SO3H ＞－COOR ＞－COX ＞－CN ＞－CHO ＞>C ＝O ＞－OH(醇)＞－OH(酚)＞－SH ＞－NH2＞－OR ＞C ＝C ＞－C ≡C －＞(－R ＞－X ＞－NO2)，并能够判断出Z/E 构型和R/S 构型。 2.根据化合物的系统命名，写出相应的结构式或立体结构式（伞形式，锯架式，纽曼投影式，Fischer 投影式）。立体结构的表示方法： 1 ）伞形式：COOH OH 3 2）锯架式：CH 3 OH H H OH C 2H 5 3 ）纽曼投影式： 4）菲舍尔投影式：COOH 3 OH H 5）构象(conformation) (1) 乙烷构象：最稳定构象是交叉式，最不稳定构象是重叠式。 (2) 正丁烷构象：最稳定构象是对位交叉式，最不稳定构象是全重叠式。 (3) 环己烷构象：最稳定构象是椅式构象。一取代环己烷最稳定构象是e 取代的椅式构象。多取代环己烷最稳定构象是e 取代最多或大基团处于e 键上的椅式构象。立体结构的标记方法 1. Z/E 标记法：在表示烯烃的构型时，如果在次序规则中两个优先的基团在同一侧，为Z 构型，在相反侧，为E 构型。 2、顺/反标记法：在标记烯烃和脂环烃的构型时，如果两个相同的基团在同一侧，则为顺式；在相反侧，则为反式。 3、 R/S 标记法：在标记手性分子时，先把与手性碳相连的四个基团按次序规则排序。然后将最不优先的基团放在远离观察者，再以次观察其它三个基团，如果优先顺序是顺时针，则为R 构型，如果是逆时针，则为S 构型。注：将伞状透视式与菲舍尔投影式互换的方法是：先按要求书写其透视式或投影式，然后分别标出其R/S 构型，如果两者构型相同，则为同一化合物，否则为其对映体。二.有机化学反应及特点 1.反应类型还原反应（包括催化加氢）：烯烃、炔烃、环烷烃、芳烃、卤代烃

《有机化学》练习题(大学)(一)芳烃

第八章芳烃一.选择题 A1. C 6H 5OCH 3(I),C 6H 5CO CH 3(II),C 6H 6(III),C 6H 5Cl(IV)四种化合物硝化反应速率次序为: (A) I>III>II>IV (B) I>III>IV>II (C) IV>I>II>III (D) I>IV>II>III C2. 起硝化反应的主要产物是: CO 2H NO 2 (A) (B) (C) (D) CO 2H NO 2NO 2 O 2N CO 2H NO 2 CO 2H NO 2 NO 2 CO 2H NO 2 NO 2 NO 2

BC3. 硝化反应的主要产物是: C4. 苯乙烯用热KMnO 4氧化, 得到什么产物? A5苯乙烯用冷KMnO 4氧化,得到什么产物? (C) (D)(B) (A) O 2N NO 2 NO 2 NO 2NO 2 NO 2 NO 2 NO 2(C) (D) (B) (A) CH 2COOH CH OH CH 2OH CO 2H CH 2CHO (C) (D) (B) (A) CH 2COOH CH OH CH 2OH CO 2H CH 2CHO

C6. C 6H 6 + CH 3Cl (过量) 100℃ 主要得到什么产物? C7. 傅-克反应烷基易发生重排, 为了得到正烷基苯,最可靠的方法是: (A) 使用AlCl 3作催化剂 (B) 使反应在较高温度下进行 (C) 通过酰基化反应,再还原 (D) 使用硝基苯作溶剂 A8. 用 KMnO 4氧化的产物是: (C) (D) (B) (A) CH 3 CH 3 CH 3 3 CH 3 3 CH 3 CH 3 CH 3CH 3 C(CH 3)3

大学有机化学第五章芳烃

第五章芳香烃【目的要求】 1、掌握单环芳烃的结构；单环芳烃的同分异构和命名；单环芳烃的化学性质；萘的结构及萘的化学性质；蒽和菲的结构；正确理解芳香性及H ückel 规则与芳香性的关系。 2、正确理解价键理论、分子轨道理论和共振论对苯分子结构的解释；熟悉苯的物理性质。 3、了解其它多环芳烃；非苯芳烃；芳烃的来源。【教学内容】第一节单环芳烃一、苯的结构（一）苯的开库勒（Kekul é）结构式（二）苯分子结构的近代概念 1、分子轨道理论对苯分子结构的认识 2、共振论对苯分子结构的解释二、单环芳烃的异构和命名苯的一元取代物没有异构体，命名一般以苯为母体，烷基为取代基。苯的二元取代物有三种异构体，命名时可用阿拉伯数字或“邻、间、对”字头表示取代基的不同位置。 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 邻二甲苯间二甲苯对二甲苯三、单环芳烃的物理性质四、单环芳烃的化学性质苯环是一个平面结构，离域的π电子云分布在环平面的上方和下方，它象烯烃的π电子一样，能够对亲电试剂提供电子，但是，苯环是一个较稳定的共轭体系，难以破坏，所以苯环很难进行亲电加成，易于亲电取代。亲电取代是苯环的典型反应。（一）、亲电取代反应芳烃的重要亲电取代反应有卤代、硝化、磺化和傅-克烷基化、酰基化反应等。 1、卤代反应在催化剂 (AlCl 3、FeX 3、BF 3、ZnCl 2、等路易斯酸) 的存在下，苯较容易和氯或溴作用，生成氯苯或溴苯。这类反应称为卤代反应(halogenation)。

Br 溴苯 2、硝化反应苯与浓硫酸和浓硝酸（也称混酸）共热，苯环上一个氢原子被硝基（—NO 2 ）取代，生成硝基苯。这个反应称为硝化反应(nitration)。 NO 2 3、磺化反应苯与浓硫酸反应很慢，与发烟硫酸（含SO 3 的浓硫酸）反应较快，在室温下即可作用，苯环上的氢原子被磺酸基（—SO 3 H）取代生成苯磺酸。这类反应称为磺化反应（sulfonation）。 SO 3 H SO 3 H 4、傅-克（Friedel-Crafts）反应在无水三氯化铝等催化剂作用下，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，分别称为傅-克烷基化反应（alkylation）和傅-克酰基化反应（acylation）。 CH CH 3 （二）、氧化反应常用的氧化剂如酸性高锰酸钾、酸性重铬酸钾或稀硝酸都不能使苯环氧化。烷基苯在这些氧化剂作用下，烷基被氧化，苯环不变，生成苯甲酸。例如： 32 CH 2 CH 3 （三）、加成反应芳烃与烯烃、炔烃相比，在一般条件下不发生加成反应，其加成必须在特殊条件下进行。

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有机化学复习总结有机化学复习总结一．有机化合物的命名 1. 能够用系统命名法命名各种类型化合物：包括烷烃，烯烃，炔烃，烯炔，脂环烃（单环脂环烃和多环置换脂环烃中的螺环烃和桥环烃），芳烃，醇，酚，醚，醛，酮，羧酸，羧酸衍生物（酰卤，酸酐，酯，酰胺），多官能团化合物（官能团优先顺序：－COOH ＞－SO3H ＞－COOR ＞－COX ＞－CN ＞－CHO ＞>C ＝O ＞－OH(醇)＞－OH(酚)＞－SH ＞－NH2＞－OR ＞C ＝C ＞－C ≡C －＞(－R ＞－X ＞－NO2)，并能够判断出Z/E 构型和R/S 构型。 2. 根据化合物的系统命名，写出相应的结构式或立体结构式（伞形式，锯架式，纽曼投影式，Fischer 投影式）。立体结构的表示方法： 1 ）伞形式：COOH OH 3 2）锯架式：CH 3 OH H H OH 2H 5 3）纽曼投影式： 4）菲舍尔投影式：COOH CH 3 OH H 5）构象(conformation) (1) 乙烷构象：最稳定构象是交叉式，最不稳定构象是重叠式。 (2) 正丁烷构象：最稳定构象是对位交叉式，最不稳定构象是全重叠式。 (3) 环己烷构象：最稳定构象是椅式构象。一取代环己烷最稳定构象是e 取代的椅式构象。多取代环己烷最稳定构象是e 取代最多或大基团处于e 键上的椅式构

象。立体结构的标记方法 1.Z/E标记法：在表示烯烃的构型时，如果在次序规则中两个优先的基团在同一侧，为Z构型，在相反侧，为E构型。 CH3 C H C2H5CH3 C C H 2 H5 Cl (Z)－3－氯－2－戊烯(E)－3－氯－2－戊烯 2、顺/反标记法：在标记烯烃和脂环烃的构型时，如果两个相同的基团在同一侧，则为顺式；在相反侧，则为反式。 CH3 C C H CH3 H CH3 C C H H CH3 顺－2－丁烯反－2－丁烯 33 3 顺－1,4－二甲基环己烷反－1,4－二甲基环己烷 3、R/S标记法：在标记手性分子时，先把与手性碳相连的四个基团按次序规则排序。然后将最不优先的基团放在远离观察者，再以次观察其它三个基团，如果优先顺序是顺时针，则为R构型，如果是逆时针，则为S构型。 C a R型S型注：将伞状透视式与菲舍尔投影式互换的方法是：先按要求书写其透视式或投影式，然后分别标出其R/S构型，如果两者构型相同，则为同一化合物，否则为其对映体。二. 有机化学反应及特点 1. 反应类型反应类型自由基反应离子型反应自由基取代：烷烃卤代、芳烃侧链卤代、烯烃的α－H卤代自由基加成：烯,炔的过氧化效应亲电加成：烯、炔、二烯烃的加成，脂环烃小环的开环加成亲电取代：芳环上的亲电取代反应亲核取代：卤代烃、醇的反应，环氧乙烷的开环反应，醚键断裂反应,卤苯的取代反应

大学有机化学阶段复习烷烃芳烃

有机化学阶段复习（烷烃~芳烃）一、命名或写出下列化合物的结构式（必要时标出顺、反，R 、S 构型） 1、 2、 3、 5-甲基螺[2.4]庚烷 4、反-1,2-二甲基环己烷 (优势构象) 5、 6. 5-硝基-1-萘酚答： 1、 4-异丙基辛烷 2、顺-3,4-二甲基-3-辛烯 3、 4、 5、 (S)- -溴代乙苯 6. 1. CH 3CH CH CH 2CH CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 2. CH 3C=CHCHCH 2CH 3 C 2H 5CH 3 答： 1 : 2, 3, 5－三甲基己烷 2. 3, 5－二甲基－３－庚烯 C=C Me Me n-Bu Et Br CH 3 H C H 3CH 3CH 3H H OH NO 2

CH 3CH CH 3 CH CH CH 3CH 3 CH CH 3 CH 3 1. 2. (CH 3CH 2)2C=CH 2 (C H 3)3C C C C (C H 3)3C C 3. 答： 1. 2,3,4,5－四甲基己烷 2. 2－乙基－１－丁烯 3. 2,2,7,7－四甲基－3,5－辛二炔 1、 2、 3、顺-1,2-二甲基环己烷 (优势构象) 4、答： 1、 2-甲基-3-乙基己烷 2、(Z)-1-氯-2-溴丙烯 3、 4、(R)- -溴代乙苯 Br CH 3 H C=C Cl Br CH 3 H CH 3 H H CH 3

二、选择题（选择所有符合条件的答案） 1. 下列化合物中的碳为SP 2杂化的是：( B 、D )。 A ：乙烷 B ：乙烯 C ：乙炔 D ：苯 2. 某烷烃的分子式为C 5H 12，其一元氯代物有三种，那么它的结构为：( A )。 A ：正戊烷 B ：异戊烷 C ：新戊烷 D ：不存在这种物质 3. 下列化合物具有芳香性的有哪些？( A 、C 、D ) A ：环戊二烯负离子 B ：[10]轮烯 C ： D ： 4．下列哪些化合物能形成分子内氢键？( A 、B ) A ：邻氟苯酚 B ：邻硝基苯酚 C ：邻甲苯酚 D ：对硝基苯酚 5．下列化合物不能发生傅列德尔-克拉夫茨酰基化反应的有(B 、C 、D )。 A ：噻吩 B ：9,10-蒽醌 C ：硝基苯 D ：吡啶 6．下列化合物中的碳为 SP 杂化的是：( C )。 A ：乙烷 B ：乙烯 C ：乙炔 D ：苯 7. 某烷烃的分子式为C 5H 12，只有二种二氯衍生物，那么它的结构为：( C )。 A ：正戊烷 B ：异戊烷 C ：新戊烷 D ：不存在这种物质 8. 下列化合物具有芳香性的有哪些？( A 、B 、D ) A ：[18]轮烯 B ：环庚三烯正离子 C ： D ： S N S N

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