多苯代脂烃

多苯代脂烃
多苯代脂烃

多苯代脂烃

教学目标:了解多苯代脂烃的结构、性质及应用

教学重点:多苯代脂烃的性质

教学安排:E

,G4,G5,G6—>G8;20min

13,G3

基本概念:多苯代脂烃:脂肪烃分子中的氢原子被两个或两个以上的苯基取代的化合物称作多苯代脂烃。例如:

多苯代脂烃的苯环被取代基活化,比苯容易发生各种取代反应;与苯环相连的亚甲基和次甲基上的氢原子受苯环的影响也比较活泼,容易被氧化、取代和显酸性。当多苯代脂烃中的苯基相距较远时,它主要显示单环芳烃烃基衍生物的性质。

一、二苯甲烷

二苯甲烷为无色晶体,熔点27℃。它可由苯与苯基氯或二氯甲烷为原料制备:

二苯甲烷分子中的亚甲基在两个苯基的活化下,具有较高反应活性,容易起取代和氧化反应:

后一反应得到的产物二苯基酮是精细化工的重要原料。

二、三苯甲烷

三苯甲烷为斜方叶状晶体,熔点92℃。它是三苯甲烷类染料的母体。三苯甲烷可由苯与氯仿制备:

三苯甲烷的C—H键与三个苯基形成σ-π 共轭体系,氢原子显示出“酸性”,pKa=31.5。在溶剂中三苯甲烷与钠反应生成血红色的三苯甲基钠,其中含有三苯甲基负离子:

三苯甲基钠是很强的碱,可以夺取弱酸中的质子形成三苯甲烷,是有机合成中常用的强碱。

三苯甲烷与溴反应生成三苯溴甲烷:

三苯甲烷氧化得到三苯甲醇:

多苯代脂烃

背景材料:三苯甲醇与SOCl

2反应得到三苯(基)氯甲烷,后者在苯溶液中与锌粉作用,得到黄色的三苯甲基自由基溶液:

在无氧的条件下,将溶液蒸发,得到三苯甲基的二聚体,长期以来,认为是六苯乙烷,现已证明是环己二烯的衍生物:

通过下列反应,可以证明三苯甲基自由基能够独立存在,这在理论和实际上很有意义。

三苯氯甲烷在液体SO2中能电离成三苯甲基正离子和氯离子:

三苯甲基正离子比较稳定,可以同亲核性弱的负离子形成稳定的盐。在苯环的邻、对位再引入给电子基团,会使三苯甲基正离子更加稳定,就得到一类色泽鲜艳的染料——三苯甲烷类染料,例如:

三苯甲基正离子与其它碳负离子、正离子或自由基相比,三苯基碳负离子、正离子或自由基都是比较稳定的。这与有三个苯基的存在有关,一方面形成共轭体系,电荷分散;另一方面主要是有空间位阻。由于苯基体积较大,三苯甲基正离子、三苯甲基自由基的三个苯基不可能同时与中间的碳原子共平面,而是排成螺旋桨式。

多苯代脂烃

四. 关键词

多苯代酯烃,二苯甲烷,三苯甲烷,三苯甲基正离子,三苯甲基负离子,三苯甲基自由基

二取代苯的定位规律

二取代苯的定位规律(有机化学基础知识) 如果苯环上已经有了两个取代基,当引入第三个取代基时,影响第三个取代基进入的位置的因素较多。医学教|育网收集整理定性地说,两个取代基对反应活性的影响有加和性。 1.苯环上已有两个邻对位定位取代基或两个间位定位取代基,当这两个定位取代基的定位方向有矛盾时,第三个取代基进入的位置,主要由定位作用较强的一个来决定。 2.苯环上己有一个邻对位定位取代基和一个间位定位取代基,且二者的定位方向相反,这时主要由邻对位定位取代基来决定第三个取代基进入的位置。 3.两个定位取代基在苯环的1位和3位时,由于空间位阻的关系,第三个取代基在2位发生取代反应的比例较小。 苯环的取代定位规律的解释(有机化学基础知识) 当苯环上连有定位取代基时,苯环上电子云密度的分布就发生变化。这种影响可沿着苯环的共轭链传递。因此共轭链上就出现电子云密度较大和电子云密度较小的交替现象,从而使它表现出定位效应。 ①邻对位定位取代基的定位效应: 邻对位定位取代基除卤素外,其它的多是斥电子的基团,能使定位取代基的邻对位的碳原子的电子云密度增高,所以亲电试剂容易进攻这两个位置的碳原子。 卤素和苯环相连时,与苯酚羟基相似,也有方向相反的吸电子诱导和共轭两种效应。医学教|育网收集整理但在此情况下,诱导效应占优势,使苯环上电子云密度降低,苯环钝化,故亲电取代反应比苯难。但共轭使间位电子云密度降低的程度比邻对位更明显,所以取代反应主要在邻对位进行。 ②间位定位基的定位效应: 这类定位取代基是吸电子的基团,使苯环上的电子云移向这些基团,因此苯环上的电子云密度降低。这样,对苯环起了钝化作用,所以较苯难于进行亲电取代反应。 ③共振理论对定位效应的解释: 邻对位中间体均有一种稳定的共振式(邻对位定位基的影响)。

上海高二下化学第07讲 苯和芳香烃(教学案)汇总

高二下化学第07讲苯和芳香烃 ——芳香族化合物的母体 教学目标:1、了解苯的组成和结构特征2、掌握苯及其同系物的化学性质 3、了解芳香烃的概念及甲苯、二甲苯的某些性质 4、通过苯的溴代或硝化反应与甲苯与酸性高锰酸钾溶液反应的比较,理解有机分子中基团 之间的相互影响 教学重点:苯的结构特征、苯及其同系物的化学性质 教学难点:苯及其同系物的化学性质 知识网络: 教学内容: 一、苯 1、物理性质: 颜色状态溶解性:无色液体、易挥发,难溶于水、密度比水小,是重要的有机溶剂。 特性:有特殊气味、有毒(易使人至再生障碍性贫血)。是一种重要的化工原料。 2、分子结构: (凯库勒结构式) 分子式:C6H6 、结构式: 结构特点: (1)平面正六形结构,12个原子均在同一平面内,键角均为120° (2)苯分子中没有单、双键交替的结构,6个碳碳键键长完全相同,键能和键长是介于单键和双键之间的特殊的化学键(共轭大π键)。苯的性质即是体现了饱和烃和不饱和烃的性质。 3、化学性质: (1)氧化反应: 燃烧:2C6H6+15O2→12CO2+6H2O,火焰明亮且伴有浓烟。 (不能被KMnO4所氧化,不能使酸性KMnO4溶液褪色。) (2)取代反应—体现了饱和烃的性质

①卤代反应 与液溴的取代反应: 实验现象: a 、试管A 中及双球U 形管中的左则充满红棕 色气体(反应放热使液溴变为蒸气) b 、双球U 形管中的无色CCl 4变成呈红色(溶解了Br 2) c 、试管B 中有浅黄色沉淀生成 [HBr+AgNO 3→AgBr ↓(浅黄色)] 问题: a 、双球U 形管中CCl 4作用:除去因放热产生的Br 2蒸气和苯蒸气,以防干扰B 试管中的AgNO 3溶液与HBr 的反应。 b 、反应中铁丝所起作用:催化剂。 c 、怎样得到比较纯净的溴苯:把A 试管中反应后的物质倒入盛有NaOH 的烧杯中以除去没反应的溴,再除去铁丝,分液取下层液体即得溴苯(溴苯密度比较大且不溶于水)。 ②硝化反应 硝基苯:苦杏仁味的油状液体,难溶于水比水重。 浓H 2SO 4的作用:催化剂和吸水剂。 试管上的长导管:冷凝和回流的作用,防止苯的挥发。 硝基(-NO 2)取代了苯中的-H 原子,该反应叫又叫硝化反应。 实验操作: a 、先混合酸(把2mL 浓硫酸慢慢加入到1.5mL 浓硝酸中) b 、再把1mL 苯慢慢加到混酸中并摇匀。 c 、放入60℃水浴中加热10min ,以防局部温度过高而发生更多的副反应 d 、把混合液倒入另一盛有水的烧杯中 实验现象: a 、试管底部有黄色油状物质生成,可能是HNO 3分解产生的NO 2溶解在硝基苯中所致。 b 、倒入烧杯后,底部呈无色油状液体,NO 2及硝酸、硫酸溶解在水中。 ③磺化反应:苯分子里的氢原子被硫酸分子里的磺酸基(-SO 3H)所取代的反应叫磺化反应 C 6O 6+HO-SO 3H △ C 6H 5-SO 3H+H 2O 浓硫酸的作用:反应物 (3)加成反应—体现了不饱和烃的性质 C 6H 6+3H 2 催化剂 C 6H 12(环已烷) C 6H 6+3Cl 2 催化剂 C 6H 6Cl 6(六氯环已烷,一种杀虫剂)

第五节苯和芳香烃知识点

第五节苯和芳香烃 [教学目的要求] 1.使学生了解苯的组成和结构特征,掌握苯的化学性质。 2.使学生了解芳香烃的概念。 3.使学生了解甲苯、二甲苯的某些化学性质。 [本节教学重点] 苯的主要化学性质以及子结构的关系。苯的同系物的主要化学性质。 [本节教学难点] 苯的化学性质与分子结构的关系 [知识讲解] 一、苯的结构 分子式:_________,结构式:_________可简写为:________或_______。分子构型:某分子中所有的C、H原子都处于__________上(具有_______形结构),苯分子中不存在一般的C=C键。苯环中所有的碳原子间的键完全相同,是一种介于C—C和C=C之间的独特的键,键间的夹角为______。苯和甲烷、乙烯、乙炔都属于_______性分子。 二、苯的物理性质 苯是____色、带有______气味的液体,_____溶于水,密度比水____,熔、沸点较______,且苯有毒。 说明:由于苯的熔点较低,只有 5.5℃,因此有关苯的实验若需加热,一般用水浴加热,而不用酒精灯直接加热。苯是致癌物质,主要损害人的中枢神经和肝功能,尤其是危及血液和造血器官,易引起白血病和感染败血症等疾病。 三、苯的化学性质 由于苯分子中C、C原子间的键介于C=C和C—C之间,其结构上既类似于饱和烃,又类似于烯烃,因此苯兼具有饱和烃和不饱和烃的性质。但苯的性质比不饱和烃稳定,具体表现在苯较易发生取代反应(但比烷烃的取代反应要困难些,因苯的取代反应一般需催化剂或加热等条件),较难发生加成反应,难以发生氧化反应(除燃烧外)。 1、不能使酸性KMnO4溶液褪色,也不能使溴水褪色——说明苯具有类似饱和烃的性质,即通常情况下较稳定。 说明:苯和溴水混合后,由于苯的密度比水小,且不溶于水,而溴在水中的溶解度较小,且易溶于有机溶剂(如苯等),这样混合液振荡后,本来无色的上层——有机苯层,较变为橙红色,而本来黄色的下层——无机水层,则转变为无色。 2、取代反应 1)卤代反应——苯环上的氢原子被卤原子(X)取代。

苯环上亲电取代反应的定位规律

苯环上亲电取代反应的定位规律 基本概念:定位基:在进行亲电取代反应时,苯环上原有取代基,不仅影响着苯环的取代反应活性,同时决定着第二个取代基进入苯环的位置,即决定取代反应的位置。原有取代基称做定位基。 一、两类定位基 在一元取代苯的亲电取代反应中,新进入的取代基可以取代定位基的邻、间、对位上的氢原子,生成三种异构体。如果定位基没有影响,生成的产物是三种异构体的混合物,其中邻位取代物40%(2/5)、间位取代物40%(2/5)和对位取代物20%(1/5)。实际上只有一种或二种主要产物。例如各种一元取代苯进行硝化反应,得到下表所示的结果: 排在苯前面的取代硝化产物主要是邻位和对位取代物,除卤苯外,其它取代苯硝化速率都比苯快;排在苯后面取代硝化产物主要是间位取代物,硝化速率比苯慢得多。归纳大量实验结果,根据苯环上的取代基(定位基)在亲电取代反应中的定位作用,一般分为两类:第一类定位基又称邻对位定位基:—O-,—N(CH3)2,—NH2,—OH,—OCH3,—NHCOCH3,—OCOCH3,—F,—Cl,—Br,—I,—R,—C6H5等。 第二类定位基又称间位定位基:—N+(CH3)3,—NO2,—CN,—SO3H,—CHO,—COCH3,—COOH,—COOCH3,—CONH2,—N+H3等。 两类定位基的结构特征:第一类定位基与苯环直接相连的原子上只有单键,且多数有孤对电子或是负离子;第二类定位基与苯环直接相连的原子上有重键,且重键的另一端是电负性

大的元素或带正电荷。两类定位基中每个取代基的定位能力不同,其强度次序近似如上列顺 序。 苯环上亲电取代反应的定位规律 二、定位规律的电子理论解释 在一取代苯中,由于取代基的电子效应沿着苯环共轭链传递,在环上出现了电子云密度较 大和较小的交替分布现象,因而环上各位置进行亲电取代反应的难易程度不同,出现两种定 位作用。也可以从一取代苯进行亲电取代反 应生成的中间体σ络合物的相对稳定性的角度进行考察,当亲电试剂E +进攻一取代 时,生成三苯 σ络合物: Z 不同,生成的三种σ 络合物碳正离子的稳定性不同,出现了两种定位作用。 1.第一类定位基对苯环的影响及其定位效应 以甲基、氨基和卤素原子为例说明。 甲基在甲苯中,甲基的碳为sp3杂化,苯环碳为sp2杂化,sp2杂化碳的电负性比sp3杂 化碳的大,因此,甲基表现出供电子的诱导效应(A)。另外,甲基C—H σ 键的轨道与苯 环的π 轨道形成σ—π 超共轭体系(B)。供电诱导效应和超共轭效应的结果,苯环上电 子密度增加,尤其邻、对位增加得更多。因此,甲苯进行亲电取代反应比苯容易,而且主要 发生在邻、对位上。 亲电试剂E+进攻甲基的邻、间、对位置,形成三种σ 络合物中间体,三种σ 络合物 碳正离子的稳定性可用共振杂化体表示: 进攻邻位:

苯环上的取代定位规则

苯环上的取代定位规则 大量实验事实表明,当一些基团处于苯环上时,苯环的亲电取代反应会变得容易进行,同时指使再进入的基团将连接在它的邻位或对位。例如,当苯环上已存在一个甲基时(即甲苯),它的卤化、硝化和磺化等反应,反应温度均远低于苯,且新基团的导入均进入苯环上甲基的邻或对位: Cl Gil, CH) NO, 甲基的这种作用称为定位效应。在这里甲基是一个邻、对位指向基,具有活 化苯环的作用,称为活化基。类似的活化基团还有许多,它们也被称为第一类取代基,并按活化能力由大到小的顺序排列如下: O -NH2,-NHR -N艮,-OH>-NHCO,R-OR,亠°匸? >-R,-Ph>-X 处于这一顺序最末的卤素是个特例。它一方面是邻、对位指向基,另一方面 又是使苯环致钝的基团,这是由于卤素的电负性远大于碳,因此其吸电子效应已超过了本身的供电子能力,这就使环上的电子云密度比卤素进入前有所降低,因而使亲电试剂的进攻显得不力。此称为钝化作用。 还有许多比卤素致钝力更强,而且使再进基团进入间位的取代基,它们被称为间位指示基或第二类取代基,按其致钝能力由大到小的顺序排列如下:-NR3,-NQ, -CF a,-CCl3>-CN, -SQH, -CH= O, -COR -COOH -COOR 常见的取代基的定位作用见表

-NR2(-H)-CN -NHR-CHCI-SQH -NH2-CHCI -OH-F-CHO -OCH3-Cl-COCH -NHCOR-Br-COOH -CH3-I-COOR -C2H5-CONH -CH(CH3)2 -C(CH3)2 -Ar (-H) 由于取代基的指向和活化或钝化作用,在合成一个指定化合物时,采取哪种路线就必须事先作全面考虑。如:欲合成下列化合物时,显然b-路线是合理的。 如果以苯为原料,欲合成对-硝基苯甲酸(此物质在后面章节将学到)时,则 应该先对苯进行甲基化后再进行硝化,最后将甲基氧化:

苯 芳香烃

苯芳香烃 【内容分析】 本节课的内容位于化学必修2的第三章的第二节———来自石油和煤的两种基本化工原料。苯是一种重要的有机化工原料,苯又是芳香烃化合物中最简单、最基本的一个物质,掌握了苯的性质可以为后面选修5中系统的研究芳香烃及其衍生物打下良好的基础。其中,苯结构中特殊的化学键决定了苯的化学性质是教学的重点内容,但真正用杂化轨道理论及价键理论中的大∏键来解释苯分子的结构那又是选修3中的内容,所以此时只要引导学生结合前面第一章中所学的化学键的知识,把苯中的化学键理解为是介于单双键之间的一种特殊的化学键即可。 同时,学习必要的化学实验技能,体验和了解化学科学研究的一般过程和方法,是新课标的要求,因此在这里有必要借助一些有关苯的性质的实验来讨论一些重要实验装置的作用,以培养学生的实验技能,但实验设计要考虑到苯的毒性。 【教学目标】 知识与技能:知道苯的分子结构,了解苯的来源和物理性质,了解苯的可燃性、稳定性、取代反应等化学性质及主要用途和毒性。 过程与方法:通过实物展示、学生自学及实验动画演示了解苯的物理性质;通过对苯分子式的可能结构的分析,然后实验探究,再根据提供的信息资料分析最后得出苯的特殊结构,体验科学探究的过程;通过实验演示、实验录像及动画模拟,理解苯的化学性质,同时通过重要实验装置的探讨培养实验技能;通过学生上网查阅资料、同学的生活经验介绍以及老师组织的讨论来了解苯的用途、毒性和减少苯对人体伤害的措施。 情感态度与价值观:通过多样化的教学手段来激发学习兴趣,培养学生严谨求实、自主探究的科学精神;通过对“谁发现了苯的结构?”史实真实性的追究,培养学生实事求是、诚实质朴的科学品质。 【教学重难点】 苯的结构探究;了解苯的化学性质。 教学计划:二课时 教学用具:投影仪、实验仪器和试剂 教案设计: 第一课时 【引言】前面一段时间我们已经学习了烷烃、烯烃和炔烃,今天,我们开始探讨一类新的烃。首先我们了解有关的化学史资料: 【讲述】苯的发现史:苯是怎样被发现的呢?19世纪欧洲许多国家都使用煤气照明,煤气通常是压缩在桶里贮运的,人们发现这种桶里总有一种油状液体,但长时间无人问津。英国科学家法拉第对这种液体产生浓厚兴趣,他用蒸馏的方法将这种油状液体分离,得到另一种液体。这种液体实际上就是苯― 一种无色油状液体。 【ppt展示】一瓶纯净的苯 【讲述】那么本节课就让我们来研究一下苯。 【板书】第五节苯芳香烃 【dvd实验展示】 【实验一】取一瓶苯,让学生直接观察苯的颜色、状态。 【实验二】在试管中倒入少量苯,放在盛有冰水混合物的容器中,观察现象。 【实验三】在试管中加入1mL苯,再加入2mL水,振荡,观察现象。 (结合课本的阅读,由学生总结苯的物理性质)

第六章苯与芳香烃6-1.用次氯酸叔丁脂(t-BuOCl)对甲苯进行一元氯化

第六章 苯与芳香烃 6-1.用次氯酸叔丁脂(t-BuOCl )对甲苯进行一元氯化反应,写出这工反应的反应式。已知该反应按自由基链式反应机理进行,试写出这个反应的引发阶段与链式传递阶段的反应式。 解:苯环相对稳定,而与苯环直接连接的碳上的α氢原子却由于苯环的影响较活泼,容易被卤代,一元氯化反应的反应式为: CH 3 +t-BuOCl 2Cl +t-BuOH 链引发阶段的反应式: t-BuOCl hv +Cl t-BuO 链传递阶段的反应式: + CH 3 CH 2 t-BuO t-BuOCl + CH 2Cl CH 2 + t-BuO 6-2.对下列反应提出合理的分步的反应机理。 H + CH 3 CH CH 2 解:反应各步的反应机理为: 1 CH CH 2 H + CH CH 3 +

2 CH3 4 CH CH2 CH3 CH H CH3 -H+ 6-3.写出下列反应的机理。 O R R OH R R H3O 解:此反应机理如下:

O R R H+ OH+ R R OH R R + 碳正离子重排 OH R R 6-4.写出下列反应的机理。 C CH3CH2 H3C CH3 H3C 解,此反应机理如下:1. C CH3CH2 H+ C CH3 CH 3 + 2. 3 2 C CH3

3. H 3C CH 3 H CH3 4. H 3C CH 3 H 3C -H + 6-5.写出下列反应的机理。 COOH COOH NO 2HNO 3 24? 解,反应机理如下: 1. HO NO 2 ? +OH 2 NO 2 H 2O +NO 2 2. NO 2 + NO 2 COOH COOH 3.

邢其毅《基础有机化学》(第3版)(上册)名校考研真题-苯和芳香烃 芳香亲电取代反应(圣才出品)

第11章苯和芳香烃芳香亲电取代反应 一、选择题 1.下面的化合物进行硝化反应的速度顺序是()。[华中科技大学2000研] A.(3)>(4)>(2)>(1) B.(3)>(2)>(4)>(1) C.(4)>(2)>(3)>(1) D.(4)>(3)>(1)>(2) 【答案】A 【解析】给电子基的给电子能力越强,苯环上的硝化反应越快;吸电子基的吸电子能力越强,硝化反应越慢。 2.下面化合物的正确名称是()。[华中科技大学2000研] A.对甲基苯磺酰胺 B.N-甲基对甲苯磺酰胺 C.对甲苯甲基苯磺酰胺 D.甲氨基对甲苯磺酰胺 【答案】B 【解析】取代基中含磺酰胺基,要以苯磺酰胺作为主体命名。

3.苯甲醚在邻位进行硝化反应时,其中间体的极限结构对共振杂化体贡献最大的是()。[天津大学2000;大连理工大学2004研] 【答案】C 【解析】(C)中的正电荷位于与甲氧基相连的碳原子上,甲氧基的给电子效应使正电荷分散,因此该极限结构比其他三种极限结构相对稳定,对共振杂化体的贡献最大。 4.反应的主要产物是()。[武汉大学2001研] (D)(A),(B)等量(E)(A),(C)等量 【答案】B 【解析】氯原子为邻、对位定位基,因生成(A)时的空间位阻较大,故主要产物为(B)。 5.下列化合物,芳环上起亲核取代反应速率最快的是()。[南京大学2003研]

【答案】C 【解析】与氯原子相连的碳原子带的正电荷越多,则亲核取代反应速率越快。硝基为吸电子基,使苯环上邻、对位电子云密度降低,正电荷增多,故(C)亲核反应速率最快。 6.下列化合物有芳香性的是()。[华中科技大学2000研] 【答案】B,C 【解析】(B)项分子中有6个π电子,符合休克尔规则;(C)项中的七元环带一个单位正电荷,五元环带一个单位负电荷,这样七元环和五元环的π电子数都为6个,且在同一平面内,都符合休克尔规则。 7.下列化合物中有芳香性的是()。[中国科学院-中国科学技术大学2001研] 【答案】A 【解析】(A)中有10个π电子数,符合休克尔规则。 8.薁的亲核取代反应容易发生在哪些位置上?()[上海大学2004研]

化学高三复习苯和芳香烃知识点

化学2019高三复习苯和芳香烃知识点 苯在常温下为一种无色、有甜味的透明液体,并具有强烈的芳香气味,以下是查字典化学网整理了苯和芳香烃知识点,请考生学习。 1、苯的分子结构: 分子式:C6H6结构简式:______或______ 结构特点:①苯不能使KMnO4(H+)溶液褪色,说明苯分子里不存在一般的C=C,苯分子里6个C原子之间的键完全相同,这是一种介于CC和C=C之间的独特的键。 ②苯分子里6个C和6个H都在同一平面,在有机物中,有苯环的烃属于芳香烃,简单称芳烃,最简单的芳烃就是苯。 2、苯物理性质 无色、有特殊气味的液体,比水轻,不溶于水 3、苯的化学性质:由于苯分子中的碳碳键介于CC和C=C 之间,在一定条件下,苯分子既可以发生取代反应,又能发生加成反应。 1)取代反应: (1)苯跟液溴Br2反应(与溴水不反应) (2)苯的硝化反应: 2)加成反应:苯与氢气的反应 3)可燃性:点燃明亮火焰,有大量黑烟 用途:重要的有机化工原料,苯也常作有机溶剂

4)溴苯无色,比水重。烧瓶中液体因含溴而显褐色,可用NaOH除杂,用分液漏斗分离。 硝基苯为无色,难溶于水,有苦杏仁气味,有毒的油状液体,比水重。 三硝基甲苯(TNT):淡黄色针状晶体,不溶于水,平时较稳定,受热、受撞击也不易爆炸。有敏感起爆剂时易爆炸,是烈性炸药。 4、苯的同系物 1)苯的同系物通式:CnH2n6(n6) 2)由于苯环和侧链的相互影响,苯的同系物也有一些不同于苯的特殊性质。 注意:苯不能使KMnO4(H+)溶液褪色,也不能使溴水因发生化学反应褪色。 苯的同系物,可以使KMnO4(H+)溶液褪色,但不能使溴水因发生化学反应褪色。 练:1.写甲苯与HNO3的反应式_________ 2.写C8H10的同分异构体:_______________ 苯和芳香烃知识点的全部内容就是这些,查字典化学网希望对考生复习化学有帮助。

苯环上取代反应的定位规则

苯环上原有的取代基对新导入取代基有影响,这种影响包括反应活性和进入位置两个方面。通常,苯环上原有的第一取代基称为定位基,从大量实验事实的分析总结中发现,定位基的定位作用遵循一定的规律,这一规律称为苯环上亲电取代反应定位规律(又称定位规则)。下面分别讨论定位基的类型;定位规则的理论解释;二元取代苯的定位规律;定位规律的应用。 (一)定位基的类型 1.邻、对位定位基。这类定位基的结构特征是定位基中与苯环直接相连的原子不含不饱和键(芳烃基例外),不带正电荷,且多数具有未共用电子对。常见的邻、对位定位基及其反应活性(相对苯而言)如下: 强致活基团:―NH2(―NHR,―NR2),―OH 中致活基团:―OCH3(―OR),―NHCOCH3(-NHCOR) 弱致活基团:―ph(―Ar),―CH3(-R) 弱致钝基团:―F,―Cl,―Br,―I 这类定位基多数使亲电取代反应较苯容易进行,但卤素例外。 2.间位定位基。这类定位基的结构特征是定位基中与苯环直接相连的原子一般都含有不饱和键(-CX3例外)或带正电荷。常见的间位定位基及其定位效应从强到弱顺序如下:―N+H3,―N+R3,―NO2,―CF3,―CCl3,―CN,―SO3H,―COH,―COR,―COOH,―COOR,―CONH2等。 这类定位基属致钝基团,通常使苯环上亲电取代反应较苯难进行,且排在越前面的定位基,定位效应越强,反应也越难进行。 (二)定位规则的理论解释 苯环上的取代反应是亲电取代反应。因此,从反应活性的角度分析,凡有助于提高苯环上电子云密度的基团,就能使苯环活化,反应活性提高;反之,凡是使环上电子云密度降低的基团,就能使苯环钝化,反应活性降低。从反应位置的角度分析,当苯环上没有取代基时,环上六个碳原子的电子云密度是均等的;但当苯环上有取代基时,由于取代基的电子效应沿着苯环共轭体系传递。在环上出现了出现了电子云密度的疏密交替分布现象。第二个取代基总是进入苯环上电子云密度相对较大的部位,从而使这些碳原子上的取代物占了多数。现以―CH3,―OH,―Cl,―NO2为代表加以说明。 1.甲基(―CH3)。甲基具有正的诱导效应(+I),是供电子基;此外,甲基的 C-H键的σ电子可与苯环的п电子发生σ,п-超共轭效应。其结果均可使苯环上的电子云密度增大,特别是甲基的邻、对位增加的更多。 因此,甲苯比苯易发生亲电取代反应,而且主要发生在邻、对位上。 2.酚羟基(-OH)。从诱导效应看,氧的电负性大于碳,存在负的诱导效应(-I),但氧上的未共用电子对可与苯环上的п电子产生给电子的p,п-共轭效应(+C)。在反应时,动态的共轭效应占主导地位,总的结果是使苯环上电子云密度提高,而不是降低,而且邻、对位增加的较多。 所以,苯酚的亲电取代反应比苯容易进行,且第二个取代基主要进入酚羟基的邻、对位。 3.氯原子(―Cl)。氯原子的电负性较大,是吸电子基,存在负的诱导效应(-I)。但同时,氯原子的未共用电子对,同样可以与苯环上的п电子产生给电子的p,п-共轭效应(+C)。但与酚羟基不同的是氯原子的+C不足以抵消-I,总的结果是使苯环上电子云密度降低,且间位降低较多,邻、对位降低的较少,量子化学的计算也表明同样的结果。 (+)表示电子云密度比苯小

第五节苯和芳香烃知识点

第五节苯和芳香烃知识点-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第五节苯和芳香烃 [教学目的要求] 1.使学生了解苯的组成和结构特征,掌握苯的化学性质。 2.使学生了解芳香烃的概念。 3.使学生了解甲苯、二甲苯的某些化学性质。 [本节教学重点] 苯的主要化学性质以及子结构的关系。苯的同系物的主要化学性质。 [本节教学难点] 苯的化学性质与分子结构的关系 [知识讲解] 一、苯的结构 分子式:_________,结构式:_________可简写为:________或 _______。分子构型:某分子中所有的C、H原子都处于__________上(具有_______形结构),苯分子中不存在一般的C=C键。苯环中所有的碳原子间的键完全相同,是一种介于C—C和C=C之间的独特的键,键间的夹角为______。苯和甲烷、乙烯、乙炔都属于_______性分子。 二、苯的物理性质 苯是____色、带有______气味的液体,_____溶于水,密度比水____,熔、沸点较______,且苯有毒。 说明:由于苯的熔点较低,只有℃,因此有关苯的实验若需加热,一般用水浴加热,而不用酒精灯直接加热。苯是致癌物质,主要损害人的中枢神经和肝功能,尤其是危及血液和造血器官,易引起白血病和感染败血症等疾病。 三、苯的化学性质

由于苯分子中C、C原子间的键介于C=C和C—C之间,其结构上既类似于饱和烃,又类似于烯烃,因此苯兼具有饱和烃和不饱和烃的性质。但苯的性质比不饱和烃稳定,具体表现在苯较易发生取代反应(但比烷烃的取代反应要困难些,因苯的取代反应一般需催化剂或加热等条件),较难发生加成反应,难以发生氧化反应(除燃烧外)。 1、不能使酸性KMnO4溶液褪色,也不能使溴水褪色——说明苯具有类似饱和烃的性质,即通常情况下较稳定。 说明:苯和溴水混合后,由于苯的密度比水小,且不溶于水,而溴在水中的溶解度较小,且易溶于有机溶剂(如苯等),这样混合液振荡后,本来无色的上层——有机苯层,较变为橙红色,而本来黄色的下层——无机水层,则转变为无色。 2、取代反应 1)卤代反应——苯环上的氢原子被卤原子(X)取代。 说明:①X2须用纯的单质,不能用卤素(X2)的水溶液。 ②苯的卤代反应产物一般只考虑其—取代的产物,而不同于烷烃的卤代反应产物——多种多元卤代烃同时共存。 ③苯环上一个氢原子被取代时,仍需一个卤素(X2)分子,同时生成1个HX分子,和烷烃的取代反应的这一特点相同。 ④溴苯是一种无色油状液体,密度比水大,且不溶于水。 ⑤该反应中常会看到液面上有大量白雾出现,这是由于生成的HBr不溶于该体系中的液体,而挥发到空气中形成了酸雾。 2)硝化反应——苯环上的氢原子被硝基(—NO2)所取代。

第十一章 苯和芳香烃 芳香亲电取代反应

芳香类化合物是指从植物胶里取得的具有芳香气味的物质。现在人们把具有下列特殊稳定的不饱和环状化合物称为方向化合物: (1)从结构上看①芳香化合物一般都具有平面或接近平面的环状结构②键长趋于平均化③具有较高的C/H 比 (2)从性质上看①芳香化合物的芳环一般都难以氧化、加成②而易于发生亲电取代反应③具有特殊的光学性质,如芳环环外氢的化学位移处于NMR 低场,而环内氢处于高场等。 上述这些特点被称为芳香性。 1. 芳香烃的结构 1.1苯的结构和表达 1.1.1苯的结构 第十一章 苯和芳香烃 芳香亲电取代反应 120o 108pm 140pm

1.1.2苯的芳香性 环己烯的氢化热ΔH=-120kJ/mol,1,3-环己二烯的氢化热ΔH=-232kJ/mol(由于其共轭双键增加了其稳定性)。而苯的氢化热ΔH=-208kJ/mol。1,3-环己二烯失去两个氢变成苯时,不但不吸热,反而放出少量的热量。这说明:苯比相应的环己三烯类要稳定得多,从1,3-环己二烯变成苯时,分子结构已发生了根本的变化,并导致了一个稳定体系的形成。 苯难于氧化和加成,而易于发生亲电取代反应,与普通烯烃的性质有明显的区别。 1.2.3苯的表达 自1825年英国物理学家和化学家Farady M(法拉第)首先从照明气中分离出苯后,人们一直在探索苯结构的表达式。科学家们提出了各种有关苯结构式的假设;其中比较有代表性的苯的结构式有: 凯库勒式双环结构式棱形结构式向心结构式对位键结构式余键结构式 (凯库勒(杜瓦(拉敦保格(阿姆斯特朗、拜耳(克劳斯(悌勒 1865年提出)1866-1867年提出)1869年提出)1887-1888年提出)1888年提出)1899年提出)用内部带有一个圆圈的正六边形表示苯,圆圈强调了π电子的离域作用和电子云的均匀分布,它很好地说明了 碳碳键键长的均等性和苯环的完全对称性,但是这种方式用来表示其他方向体系时就不合适了,例如表示萘时很容 易造成误解,因为萘不是完全对称的分子,萘分子的碳碳键长也不是完全均等的。另外,圆圈没有说明π电子的数 目,萘分子的10个π电子用两个圆圈表示易误解成每个环有6个π电子而造成混淆。

苯和芳香烃

苯和芳香烃 [学习目标] 知识技能: (1)使学生了解芳香烃、芳香族化合物的概念。 (3)认识芳香烃的组成、结构。 (2)使学生了解甲苯、二甲苯的一些化学性质,并说明苯同系物与苯性质的差异。 (4)举例芳香烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。 能力培养: (1)通过从甲苯性质的学习,了解有机物分子中不同基团的相互影响的实例,提高分析研究有机物性质的能力。 (2)通过苯的同系物、芳香烃、芳香族化合物等概念的辨别和比较,提高有机概念的辨别能力。 思想情感: 通过芳香烃在生产和生活中的应用的学习,培养爱化学、用化学的兴趣,了解化学与生产、生活的紧密联系,学会用化学视角分析和观察自然和生活问题。 通过苯、芳香烃等在人类生活中的重要应用,让学生欣赏化学对人类生活所作的贡献。 重点、难点 本课时的重点芳香烃等概念的理解、甲苯等的化学性质的掌握。 [知识梳理] 知识点一、苯的结构与化学性质:(苯是最简单、最基本的芳香烃) 1、物理性质:苯是一种无色、有特殊气味的液体,密度比水小,不溶于水。 2、结构特点: ①苯分子为平面正六边形结构,分子中的6个碳原子构成正六边形,键角为120°, 分子中的6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内。 ②苯分子中碳碳键键长为1.40×10-10m,介于单键和双键之间。(独特的结构决定 其具有独特的性质) ③结构简式:或均可 ④六个碳原子完全等效,只有一种氢,苯的一氯代物只有一种,二氯代物有邻间对 三种。

3、化学性质:(组成上高度不饱和,结构比较稳定) 从苯的分子组成上看,具有很高的不饱和度,其性质应该同乙烯、乙炔相似,但实际上苯不能与溴的四氯化碳溶液、高锰酸钾酸性溶液反应,苯在化学性质上与烯烃和炔烃明显不同。说明苯的结构比较稳定,这是苯的结构和化学性质的特殊之处──“组成上高度不饱和,结构比较稳定”。 ①苯的稳定性(与烷烃相似):表现在不能与溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液反应。 ②苯在空气中燃烧:燃烧现象:在空气中燃烧,燃烧时产生明亮的带有浓烟的火焰,这是由于苯分子里含碳的质量分数很大的缘故。 ③苯的取代反应(与烷烃相似)——卤代、硝化、磺化 苯与液溴在铁粉催化下发生取代反应 + Br2 FeBr Br + HBr 条件:液溴、铁粉做催化剂 苯与浓硝酸发生取代反应:(硝化反应) 条件:50℃~60℃、水浴加热、浓硫酸做催化剂、吸水剂。 ④苯的加成反应(与H2、Cl2) : 苯在特殊条件下可与H2发生加成反应: + 3 H2 Ni 加热 条件:镍做催化剂、180℃~250℃的条件下 小结:在通常情况下苯的性质比较稳定,在一定条件下能发生氧化、加成、取代等反应。苯的化学性质——易取代、能氧化(燃烧)、难加成。 知识点二、苯的同系物: (由于苯基和烷基的相互影响,使其性质发生了一定的变化——更活泼) 1、基本概念: ①芳香族化合物:分子中含有苯环的有机化合物,如硝基苯、溴苯、苯乙烯等。 ②芳香烃:含有苯环的烃类,如甲苯、苯乙烯等。 ③苯的同系物:苯环上的H原子被烷基取代的产物,如甲苯、二甲苯等。通式:CnH2n-6(n≥6)结构特点:只含有一个苯环,苯环上连结烷基,从分子组成上看远未饱和。

苯环上亲电取代反应的定位规律

苯环上亲电取代反应的定位规律

苯环上亲电取代反应的定位规律 基本概念:定位基:在进行亲电取代反应时,苯环上原有取代基,不仅影响着苯环的取代反应活性,同时决定着第二个取代基进入苯环的位置,即决定取代反应的位置。原有取代基称做定位基。 一、两类定位基 在一元取代苯的亲电取代反应中,新进入的取代基可以取代定位基的邻、间、对位上的氢原子,生成三种异构体。如果定位基没有影响,生成的产物是三种异构体的混合物,其中邻位取代物40%(2/5)、间位取代物40%(2/5)和对位取代物20%(1/5)。实际上只有一种或二种主要产物。例如各种一元取代苯进行硝化反应,得到下表所示的结果:

1.第一类定位基对苯环的影响及其定位效应以甲基、氨基和卤素原子为例说明。 甲基在甲苯中,甲基的碳为sp3杂化,苯环碳为sp2杂化,sp2杂化碳的电负性比sp3杂化碳的大,因此,甲基表现出供电子的诱导效应(A)。另外,甲基C—H σ 键的轨道与苯环的π 轨道形成σ—π 超共轭体系(B)。供电诱导效应和超共轭效应的结果,苯环上电子密度增加,尤其邻、对位增加得更多。因此,甲苯进行亲电取代反应比苯容易,而且主要发生在邻、对位上。 亲电试剂E+进攻甲基的邻、间、对位置,形成三种σ 络合物中间体,三种σ 络合物碳正离子的稳定性可用共振杂化体表示: 进攻 邻位:

进攻 对位: 进攻 间位: 亲电试剂进攻苯生成的σ 络合物的碳正离子也可以用共振杂化体表示: 苯环上亲电取代反应的定位规律 显然,共振杂化体Ⅰ和Ⅱ比Ⅲ稳定,因为Ⅰc和Ⅱb的正电荷在有供电基的叔碳上,较分散。而在Ⅲ中,正电荷都分布在仲碳上,不稳定。所以甲基是邻对位定位基。共振杂化体Ⅲ比Ⅳ稳定,虽然在Ⅲ和Ⅳ中的共振极限结构式都是正电荷 分布在仲碳上,但甲基有供电性,使Ⅲ的正电荷可以分散在环和甲基上,因此,甲基活化了苯环。从共轭效应和共振论两种观点分析、考察甲苯的亲电取代反应,都得出甲基是第一类定位基、

苯环上取代反应的定位规则讲课稿

苯环上取代反应的定 位规则

苯环上原有的取代基对新导入取代基有影响,这种影响包括反应活性和进入位置两个方面。通常,苯环上原有的第一取代基称为定位基,从大量实验事实的分析总结中发现,定位基的定位作用遵循一定的规律,这一规律称为苯环上亲电取代反应定位规律(又称定位规则)。下面分别讨论定位基的类型;定位规则的理论解释;二元取代苯的定位规律;定位规律的应用。 (一)定位基的类型 1.邻、对位定位基。这类定位基的结构特征是定位基中与苯环直接相连的原子不含不饱和键(芳烃基例外),不带正电荷,且多数具有未共用电子对。常见的邻、对位定位基及其反应活性(相对苯而言)如下: 强致活基团:―NH2(―NHR,―NR2),―OH 中致活基团:―OCH3(―OR),―NHCOCH3(-NHCOR) 弱致活基团:―ph(―Ar),―CH3(-R) 弱致钝基团:―F,―Cl,―Br,―I 这类定位基多数使亲电取代反应较苯容易进行,但卤素例外。 2.间位定位基。这类定位基的结构特征是定位基中与苯环直接相连的原子一般都含有不饱和键(-CX3例外)或带正电荷。常见的间位定位基及其定位效应从强到弱顺序如下: ―N+H3,―N+R3,―NO2,―CF3,―CCl3,―CN,―SO3H,―COH,―COR ,―COOH, ―COOR,―CONH2等。 这类定位基属致钝基团,通常使苯环上亲电取代反应较苯难进行,且排在越前面的定位基,定位效应越强,反应也越难进行。

(二)定位规则的理论解释 苯环上的取代反应是亲电取代反应。因此,从反应活性的角度分析,凡有助于提高苯环上电子云密度的基团,就能使苯环活化,反应活性提高;反之,凡是使环上电子云密度降低的基团,就能使苯环钝化,反应活性降低。从反应位置的角度分析,当苯环上没有取代基时,环上六个碳原子的电子云密度是均等的;但当苯环上有取代基时,由于取代基的电子效应沿着苯环共轭体系传递。在环上出现了出现了电子云密度的疏密交替分布现象。第二个取代基总是进入苯环上电子云密度相对较大的部位,从而使这些碳原子上的取代物占了多数。现以―CH3,―OH,―Cl,―NO2为代表加以说明。 1.甲基(―CH3)。甲基具有正的诱导效应(+I),是供电子基;此外,甲基的 C-H键的σ电子可与苯环的п电子发生σ,п-超共轭效应。其结果均可使苯环上的电子云密度增大,特别是甲基的邻、对位增加的更多。 因此,甲苯比苯易发生亲电取代反应,而且主要发生在邻、对位上。 2.酚羟基(-OH)。从诱导效应看,氧的电负性大于碳,存在负的诱导效应(-I),但氧上的未共用电子对可与苯环上的п电子产生给电子的p,п-共轭效应(+C)。在反应时,动态的共轭效应占主导地位,总的结果是使苯环上电子云密度提高,而不是降低,而且邻、对位增加的较多。 所以,苯酚的亲电取代反应比苯容易进行,且第二个取代基主要进入酚羟基的邻、对位。 3.氯原子(―Cl)。氯原子的电负性较大,是吸电子基,存在负的诱导效应(-I)。但同时,氯原子的未共用电子对,同样可以与苯环上的п电子产

苯环上亲电取代反应的定位规律

排在苯前面的取代硝化产物主要是邻位和对位取代物,除卤苯外,其它取代苯硝 化速率都比苯快;排在苯后面取代硝化产物主要是间位取代物,硝化速率比苯慢得多。归纳 大量实验结果,根据苯环上的取代基(定位基)在亲电取代反应中的定位作用,一般分为两 类: 第一类定位基又称邻对位定位基:—O-,—N(CH3)2,—NH2,—OH,—OCH3,—NHCOCH3, —OCOCH3,—F,—Cl,—Br,—I,—R,—C6H5等。 第二类定位基又称间位定位基:—N+(CH3)3,—NO2,—CN,—SO3H,—CHO,—COCH3,—COOH,—COOCH3,—CONH2,—N+H3等。 两类定位基的结构特征:第一类定位基与苯环直接相连的原子上只有单键,且多数 有孤对电子或是负离子;第二类定位基与苯环直接相连的原子上有重键,且重键的另一端是 电负性大的元素或带正电荷。两类定位基中每个取代基的定位能力不同,其强度次序近似如 上列顺序。 苯环上亲电取代反应的定位规律 二、定位规律的电子理论解释 在一取代苯中,由于取代基的电子效应沿着苯环共轭链传递,在环上出现了电子云 密度较大和较小的交替分布现象,因而环上各位置进行亲电取代反应的难易程度不同,出现 两种定位作用。也可以从一取代苯进行亲电取代反 应生成的中间体σ络合物的相对稳定性的角度进行考察,当亲电试剂 E+进攻一取代苯时,生成三σ络合物: Z 不同,生成的三种σ 络合物碳正离子的稳定性不同,出现了两种定位作用。 1.第一类定位基对苯环的影响及其定位效应 以甲基、氨基和卤素原子为例说明。 甲基在甲苯中,甲基的碳为 sp3杂化,苯环碳为 sp2杂化,sp2杂化碳的电负性 比 sp3杂化碳的大,因此,甲基表现出供电子的诱导效应(A)。另外,甲基 C—H σ 键 的轨道与苯环的π 轨道形成σ—π 超共轭体系(B)。供电诱导效应和超共轭效应的结 果,苯环上电子密度增加,尤其邻、对位增加得更多。因此,甲苯进行亲电取代反应比苯容 易,而且主要发生在邻、对位上。 亲电试剂 E+进攻甲基的邻、间、对位置,形成三种σ 络合物中间体,三种σ 络 合物碳正离子的稳定性可用共振杂化体表示:

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