帝九章脂環(huán)烴和芳香烴ppt課件

1、什么叫閉鏈烴呢？什么叫閉鏈烴呢？環(huán)烴脂環(huán)烴脂環(huán)烴(alicyclic hydrocarbon)芳香烴芳香烴(aromatic hydrocarbon)性質(zhì)似脂肪烴單環(huán)脂環(huán)烴單環(huán)脂環(huán)烴多環(huán)脂環(huán)烴多環(huán)脂環(huán)烴性質(zhì)似苯苯型芳香烴苯型芳香烴非苯型芳香烴非苯型芳香烴分子中含有由碳原子組成的環(huán)狀構(gòu)造的烴，稱分子中含有由碳原子組成的環(huán)狀構(gòu)造的烴，稱為閉鏈烴，簡(jiǎn)稱環(huán)烴。為閉鏈烴，簡(jiǎn)稱環(huán)烴。第一節(jié)第一節(jié) 脂環(huán)烴脂環(huán)烴化學(xué)性質(zhì)與脂肪烴像是的環(huán)烴，稱為脂環(huán)烴。化學(xué)性質(zhì)與脂肪烴像是的環(huán)烴，稱為脂環(huán)烴。脂環(huán)烴也有飽和與不飽和的區(qū)別，環(huán)脂環(huán)烴也有飽和與不飽和的區(qū)別，環(huán)上碳原子之間以單鍵相互結(jié)合而成的上碳原子之間以單鍵相互結(jié)

2、合而成的脂環(huán)烴，稱為環(huán)烷烴，環(huán)烷烴的通式脂環(huán)烴，稱為環(huán)烷烴，環(huán)烷烴的通式為為CnH2nCnH2n。含有雙鍵的不飽和脂環(huán)烴，稱為環(huán)烯烴。通式含有雙鍵的不飽和脂環(huán)烴，稱為環(huán)烯烴。通式為為CnH2n-2CnH2n-2脂環(huán)烴的分類和命名脂環(huán)烴的分類和命名 1、分類、分類單環(huán)脂環(huán)烴單環(huán)脂環(huán)烴多環(huán)脂環(huán)烴多環(huán)脂環(huán)烴C3-C4 小環(huán)C5-C7 普通環(huán)C8-C12 中環(huán)C13以上 大環(huán)橋環(huán)橋環(huán)螺環(huán)螺環(huán)根據(jù)環(huán)數(shù)多少分。環(huán)數(shù)：使環(huán)狀化合物變成開鏈化合物所需。環(huán)數(shù)：使環(huán)狀化合物變成開鏈化合物所需突破的碳碳鍵的數(shù)目突破的碳碳鍵的數(shù)目根據(jù)分子的不飽和程度分為環(huán)烷烴環(huán)烷烴環(huán)烯烴環(huán)烯烴環(huán)炔烴環(huán)炔烴2、命名、命名 環(huán)丙烷環(huán)丁烷

3、環(huán)戊烷環(huán)己烷環(huán)辛烷 1,3- 1,3-二甲基環(huán)二甲基環(huán)己烷己烷CH3123456123456CH3CH3(CH3)2CHCH3123456123456CH34-甲基甲基-1-環(huán)己烯環(huán)己烯1-甲基甲基-3-異丙基環(huán)己烷異丙基環(huán)己烷5-甲基甲基-1,3-環(huán)己二烯環(huán)己二烯一、脂環(huán)烴的化學(xué)性質(zhì)一、脂環(huán)烴的化學(xué)性質(zhì) 環(huán)烷烴與烷烴一樣，主要起游離基取代反響，環(huán)烷烴與烷烴一樣，主要起游離基取代反響，環(huán)烯烴與烯烴一樣，主要起雙鍵上的加成和氧化環(huán)烯烴與烯烴一樣，主要起雙鍵上的加成和氧化反響，但小環(huán)脂環(huán)烴因環(huán)的張力，內(nèi)能高不穩(wěn)定，反響，但小環(huán)脂環(huán)烴因環(huán)的張力，內(nèi)能高不穩(wěn)定，容易發(fā)生開環(huán)加成反響。容易發(fā)生開環(huán)加成反

4、響。+ Cl2Cl光光照照+ Br2光光照照或或300Br(一一) 環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)1游離基型取代反響游離基型取代反響2加成反響加成反響 加氫加氫(2) 加鹵素、鹵化氫加鹵素、鹵化氫 + H2Ni80CH3CH2CH3+ H2Ni200CH3CH2CH2CH3+ H2Ni300CH3CH2CH2CH2CH3+ H2Ni300不反應(yīng)+ Br2常常溫溫BrCH2CH2CH2Br+ HBr常常溫溫CH3CH2CH2Br+ Br2BrCH2CH2CH2CH2Br (二二) 環(huán)烯烴的化學(xué)性質(zhì)環(huán)烯烴的化學(xué)性質(zhì)+ Br2BrBrH3C+ HClH3CClH3CKMnO4CH3CCH2CH2C

5、H2COOHO第二節(jié)第二節(jié) 芳香烴芳香烴 CH3CHCH2苯苯系系芳芳烴烴單單環(huán)環(huán)芳芳烴烴如如：如如：多多環(huán)環(huán)芳芳烴烴苯苯甲甲苯苯苯苯乙乙烯烯聯(lián)聯(lián)苯苯萘萘菲菲非非苯苯系系芳芳烴烴 如如：環(huán)環(huán)戊戊二二烯烯負(fù)負(fù)離離子子薁薁環(huán)環(huán)庚庚三三烯烯正正離離子子芳香性：芳香性：1 C/H的比例高。的比例高。2 具有平面或接近平面的環(huán)狀構(gòu)造。具有平面或接近平面的環(huán)狀構(gòu)造。3 鍵長(zhǎng)接近平均化。鍵長(zhǎng)接近平均化。4 環(huán)穩(wěn)定，難加成、難氧化，易發(fā)生親電取代環(huán)穩(wěn)定，難加成、難氧化，易發(fā)生親電取代一、單環(huán)芳烴一、單環(huán)芳烴(一一) 苯分子構(gòu)造的近代概念苯分子構(gòu)造的近代概念1865年凱庫勒年凱庫勒(Kekule)從苯的分子式從

6、苯的分子式C6H6出發(fā)，提出發(fā)，提出了苯的構(gòu)造式，即苯的凱庫勒式：出了苯的構(gòu)造式，即苯的凱庫勒式： CCCCCCHHHHHH或或 1. 苯分子構(gòu)造苯分子構(gòu)造 2.苯分子構(gòu)造解釋苯分子構(gòu)造解釋 3苯環(huán)的穩(wěn)定性苯環(huán)的穩(wěn)定性 苯的特殊構(gòu)造至今還無一個(gè)很好的表示方苯的特殊構(gòu)造至今還無一個(gè)很好的表示方法，目前除依然采用凱庫勒構(gòu)造式以外，還法，目前除依然采用凱庫勒構(gòu)造式以外，還用用 表示苯的構(gòu)造，其中圓圈代表環(huán)狀的表示苯的構(gòu)造，其中圓圈代表環(huán)狀的大大鍵。鍵。 15二、苯及其同系物的命名二、苯及其同系物的命名 苯環(huán)上的氫原子被烴基取代后，所得產(chǎn)物為苯的苯環(huán)上的氫原子被烴基取代后，所得產(chǎn)物為苯的同系物?？煞譃?/p>

7、一烴基苯、二烴基苯和多烴基苯等。同系物。可分為一烴基苯、二烴基苯和多烴基苯等。 命名時(shí)，普通以苯作母體，將其它烴基作為取命名時(shí)，普通以苯作母體，將其它烴基作為取代基，稱代基，稱“某苯。某苯。CH3CHH3CCH3甲苯甲苯 異丙苯異丙苯 (上頁上頁下頁下頁首頁首頁16間間-二甲苯二甲苯1,3-二甲苯二甲苯對(duì)對(duì)-二甲苯二甲苯1,4-二甲苯二甲苯 二烴基苯有三種異構(gòu)體，用鄰二烴基苯有三種異構(gòu)體，用鄰或或1,2-；間或；間或1,3-；對(duì)或；對(duì)或 1,4- 表示；表示；鄰鄰-二甲苯二甲苯1,2-二甲苯二甲苯CH3CH3CH3CH3CH3CH3上頁上頁下頁下頁首頁首頁17具有三個(gè)一樣烴基的取代苯也有三種異

8、構(gòu)體。如具有三個(gè)一樣烴基的取代苯也有三種異構(gòu)體。如:連連-三甲苯三甲苯1,2,3-三甲苯三甲苯偏偏-三甲苯三甲苯1,2,4-三甲苯三甲苯均均-三甲苯三甲苯1,3,5-三甲苯三甲苯CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3H3CCH3上頁上頁下頁下頁首頁首頁18CH2CH3CH(CH3)2CH3CH2CH21235 1-乙基乙基-5-丙基丙基-2-異丙基苯異丙基苯 假設(shè)苯環(huán)上銜接不同的烷基時(shí)，烷基稱號(hào)的陳假設(shè)苯環(huán)上銜接不同的烷基時(shí)，烷基稱號(hào)的陳列順序按列順序按“大基團(tuán)后列出的原那么，其位置的編大基團(tuán)后列出的原那么，其位置的編號(hào)應(yīng)將小基團(tuán)所連的碳原子定為號(hào)應(yīng)將小基團(tuán)所連的碳原子定為1-位。位。 上

9、頁上頁下頁下頁首頁首頁19 苯環(huán)上銜接復(fù)雜烷基或其他官能團(tuán)苯環(huán)上銜接復(fù)雜烷基或其他官能團(tuán), 那么可把那么可把側(cè)鏈當(dāng)作母體側(cè)鏈當(dāng)作母體, 苯環(huán)當(dāng)作取代基苯環(huán)當(dāng)作取代基, 稱作稱作“苯某。苯某。CHCH2CH3CH32-苯基丁烷苯基丁烷 CH CH2 苯乙烯苯乙烯 上頁上頁下頁下頁首頁首頁苯胺苯胺 苯酚苯酚 苯甲酸苯甲酸 苯磺酸苯磺酸 2,6-二溴苯胺二溴苯胺 鄰甲基苯酚鄰甲基苯酚 NH2OHCOOHSO3HNH2BrBrOHCH3CH2CH3 苯基苯基 苯甲基苯甲基(芐基芐基) 鄰甲苯基鄰甲苯基 芳基可用芳基可用Ar符號(hào)表示，而其中苯基又可用符號(hào)符號(hào)表示，而其中苯基又可用符號(hào) ph或或表示。表示

10、。 21CH2CH3CH(CH3)2CH2CH2CH313421-乙基乙基-4-丙基丙基-2-異丙基苯異丙基苯上頁上頁下頁下頁首頁首頁22 由于苯環(huán)具有環(huán)閉大由于苯環(huán)具有環(huán)閉大p p鍵構(gòu)造，故其化學(xué)鍵構(gòu)造，故其化學(xué)性質(zhì)與飽和烴和不飽和烴都有顯著不同。性質(zhì)與飽和烴和不飽和烴都有顯著不同。 苯環(huán)相當(dāng)穩(wěn)定，不易氧化，不易加成，苯環(huán)相當(dāng)穩(wěn)定，不易氧化，不易加成，但易發(fā)生取代反響。這些都是芳香族化合物但易發(fā)生取代反響。這些都是芳香族化合物的特性的特性, 稱之為芳香性。稱之為芳香性。“難氧化、難難氧化、難加成、易取代。加成、易取代。上頁上頁下頁下頁首頁首頁三、苯及其同系物的化學(xué)性質(zhì)三、苯及其同系物的化學(xué)性

11、質(zhì) 23(一一) 苯的親電取代反響苯的親電取代反響(electrophilic substitution) 苯環(huán)苯環(huán)電子的高度離域構(gòu)成一個(gè)富電子體系電子的高度離域構(gòu)成一個(gè)富電子體系, 對(duì)親對(duì)親電子試劑能起提供電子的作用電子試劑能起提供電子的作用,易發(fā)生親電取代反響。易發(fā)生親電取代反響。 HXNO2SO3HRCOR鹵代反響鹵代反響 硝化反響硝化反響 磺化反響磺化反響 烷基化反響烷基化反響 ?；；错懛错? 上頁上頁下頁下頁首頁首頁24 苯在三鹵化鐵或鐵粉等催化劑作用下苯在三鹵化鐵或鐵粉等催化劑作用下, 與氯與氯和溴作用和溴作用, 分別生成氯苯和溴苯以及鹵化氫。分別生成氯苯和溴苯以及鹵化氫。

12、 1.鹵代反響鹵代反響 + Cl2FeCl3或或Fe5560Cl+ HCl+ Br2FeBr3或或FeBr+ HBr氯苯氯苯溴苯溴苯上頁上頁下頁下頁首頁首頁25苯與混酸作用，生成硝基苯苯與混酸作用，生成硝基苯: 2. 硝化反響硝化反響 5060+ HNO3H2SO4NO2+ H2O硝基苯硝基苯(nitrobenzene) 上頁上頁下頁下頁首頁首頁26 苯與發(fā)煙硫酸作用，室溫下就能生成苯磺酸。苯與發(fā)煙硫酸作用，室溫下就能生成苯磺酸。苯與濃硫酸共熱也能生成苯磺酸。苯與濃硫酸共熱也能生成苯磺酸。 3. 磺化反響磺化反響 + SO3濃濃H2SO4SO3H+ H2O苯磺酸苯磺酸(benzenesulfo

13、nic acid) 磺化反響可逆，苯磺酸與過熱水蒸汽作用磺化反響可逆，苯磺酸與過熱水蒸汽作用時(shí)又水解，脫去磺酸基生成苯。時(shí)又水解，脫去磺酸基生成苯。 有些芳香族類藥物難溶于水，常經(jīng)過磺化有些芳香族類藥物難溶于水，常經(jīng)過磺化反響在分子中引進(jìn)磺酸基，加強(qiáng)其水溶性。反響在分子中引進(jìn)磺酸基，加強(qiáng)其水溶性。上頁上頁下頁下頁首頁首頁二苯環(huán)的加成反響二苯環(huán)的加成反響 + H2或Ni,加熱,加壓Pt,180250+ Cl2紫紫外外線線ClClClClClCl三、稠環(huán)芳香烴三、稠環(huán)芳香烴(一一) 萘萘 C1、C4、C5和和C8的位置是完全等同的，稱為的位置是完全等同的，稱為碳原子；碳原子；C2、C3、C6、C7

14、完全等同，稱為完全等同，稱為碳碳原子原子 -萘酚萘酚 -萘酚萘酚假設(shè)碳環(huán)上有兩個(gè)或兩個(gè)以上的取代基假設(shè)碳環(huán)上有兩個(gè)或兩個(gè)以上的取代基 1,3-二甲基萘二甲基萘 2-甲基甲基-6-乙基萘乙基萘 12345678 OHOH1234567812345678CH3CH3C2H5H3C(二二) 蒽和菲蒽和菲 蒽蒽 菲菲123456789101234567891012345678910即 環(huán)戊烷多氫菲本身不存在于自然界中，但它的衍生物卻廣環(huán)戊烷多氫菲本身不存在于自然界中，但它的衍生物卻廣泛分布在動(dòng)植物體內(nèi)，而且具有重要的生理作用。例如，膽泛分布在動(dòng)植物體內(nèi)，而且具有重要的生理作用。例如，膽固醇、膽酸、維生素固醇、膽酸、維生素D、性激素等，這類化合物被稱為甾族、性激素等，這類化合物被稱為甾族化合物化合物 1、4、5、8稱為a位；2、3、6、7稱為b位；9、10 位稱為 g 位(三三) 致癌烴致癌烴 (多存在于燒烤食物中多存在于燒烤食物中) 1,2,5,6-二苯并蒽二苯并蒽 1,2,3,4-二苯并菲二苯并菲 3,4-苯并苯并芘芘三、非苯芳烴與休克爾規(guī)那么三、非苯芳烴與休克爾規(guī)那么 “芳香性即表現(xiàn)為環(huán)系穩(wěn)定，不易開環(huán)，難起加芳香性即表現(xiàn)為環(huán)系穩(wěn)定，不易開環(huán)，難起加成和氧化反響，易起取代反響。成和氧