1,4-加成的解释:同烯烃的亲电加成一样,为碳正离子历程,先加一个溴形成碳正离子,如下所示:
共轭二烯烃与卤素、卤化氢反应,哪种产物为主,主要决定于反应条件。 2)Diels-Alder(蒂尔斯-阿德尔)反应
指共轭二烯烃与含活化烯键或炔键的化合物反应,生成含六元环的化合物。 含活化烯键或炔键的化合物:
反应特点:①以S-顺参加反应;②顺式加成:共轭二烯是在平面的一方加上去,加成产物仍保持双烯体和亲双烯体原来的构型;③内型产物为主;④可逆反应;⑤属于绿色反应(原子利用率为100%)。
原子利用率是1991年由Trost提出的绿色化学概念,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成产物。理想的―原子经济‖反应是指原料分子中的原子100%地转化为产物,不产生副产物或废物,实现废物的零排放。
原子利用率?期望产品的摩尔质量
化学方程式按计量所得物质的摩尔质量五、烯丙式卤代烃
烯键α-C上的H被卤素取代得到的化合物。 1.反应 1)水解反应
2)与格氏试剂反应
R’’指活泼卤代烃,例如,烯丙式卤代烃、苄卤、碘代烷。 2.制备
六、乙烯式卤代烃
在卤乙烯中,由于p-π共轭使C-X键具有双键性质,不易发生亲和取代反应。 反应特点:乙烯型卤代烃较难发生亲和取代(SN)反应 七、累积二烯烃 通式:R2C=C=CR2
既无对称面也无对称中心,有手性 既无对称面也无对称中心,有手性
第八章 芳烃
学习要求:
1.掌握苯的结构,加深对共轭体系和分子轨道理论的理解,了解共振论的基本要点及书写规则2.掌握芳烃的命名与异构
3.掌握单环芳烃和萘的性质,理解亲电取代反应历程及定位规则的解释及应用
37 4.了解芳烃的来源和一些重要芳香族化合物的用途 5.了解多环芳烃和非苯系芳烃的结构,理解休克尔规则
第1节 苯的结构
苯是芳香烃中最简单而有时最重要的化合物 一、苯的凯库勒式
凯库勒式存在的问题 1.式中含有三个双键,但不能起细听的加成反应 2.二元取代物应有两种,实际上只有一种
3.式中单、双键,就不应该式等边六边形 二、苯分子结构的价键观点 1.近代物理方法
苯分子是一个平面正六面形构型,键角为120o,碳环键长为0.1397nm 2.杂化轨道理论
六个碳原子都是以sp2杂化相互沿对称轴的方向重叠形成了六个C-C单键,组成了一个正六边形,每个碳原子各以一个sp2轨道分别与H原子的1s轨道沿对称轴的方向重叠形成了六个C-H单键,由于碳原子的sp2杂化,所以键角都是120o,所有碳原子和氢原子都在同一平面。
苯分子的π键构型
三、苯的分子轨道模型
四、从氢化热看苯的稳定性
苯的氢化热预计:120×3=360 KJ/mol 苯的氢化热实测:208 KJ/mol 离域能(或共轭能):358.8 – 208.4 = 150.4 KJ/mol 五、本的共振式和共振论的简介 1.基本要点
1)当一个分子、离子或游离基按照理论可以写出两个以上经典结构式时,这些经典结构式构成了一个共振杂化体,共振杂化体接近实际分子。
2)书写极限式时,必须严格遵守经典原子结构理论。原子核相对位置不能改变,只允许电子排布上有所差别。
3)在所有极限式中,未共用的电子数必须相等。
4)分子的稳定程度可用共振能表示(如苯的共振能未150.4 KJ/mol) 2.共振论解释苯的结构
六、苯的构造式的表示方法
二环[2.2.0]己二稀
38 第2节 芳烃的异构现象和命名
一、烃基取代芳烃
1.一烃基苯只有一种,没有异构体 1)以苯环作为母体,把烷基作为取代基 2)以不饱和烃当做母体,把苯环作为取代基
2.烃基苯有三种异构体,是由于取代基在苯环的相对位置而产生的 o(Ortho)表示邻位,m(Meta)表示间位,p(Para)表示对位
3.三烃基苯,也有三种异构体
4.复杂烃基苯的衍生物,可把苯环当做取代基命名
5.芳基
二、其他取代芳烃衍生物
1作为取代基的有:NO2,NO,X 图
2作为母体的取代基有:NH2,OH,CHO,COOH,SO3H 图
3多取代基,选好母体
选母体顺序:OR,R,NH2,OH,COR,CHO,CN,CONH2,COX,COOR,SO3H,COOH等。在这个顺序中排在后面的为母体,排在前面的为取代基。例如: 图
第3节 单环芳烃的性质
一、物理性质
1.苯系芳烃具有一定的毒性。和苯长期接触会导致慢性中毒。
2.一般为无色有方向气味液体。不溶于水,密度小于1,在0.86-0.93之间。 3.燃烧时火焰带有较浓的黑烟。 4.为良好的有机溶剂。 5.具有较高的折光率。
6.对位异构体有较高的熔点和较小的溶解度。 二、亲电取代反应
芳烃是以含有苯环为其特征,苯环含有大π键,π键本该起加成反应,而芳烃却易起取代反应,硝化、卤代、磺化等 1.硝化反应
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硝化反应历程:
2.卤代
卤化反应历程:
F2 >Cl2>Br2>I2
3.磺化
4.Friedel-Crafts反应(付-克反应) 1)付-克烷基化反应:
①催化剂式路易斯酸。常用的:AlCl3>FeCl3>BF3>TiCl3>ZnCl2>SnCl4 ②烷基化试剂。常用的有R-X、醇、烯。
③烷基超过两个碳原子时,烷基碳链经常发生重排得到的产物不纯。
④反应不易停留在一元取代阶段,即产物不纯,是一混合物。 ⑤歧化反应。
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⑥当苯环上连有强的吸电子基时,一般不发生烷基化反应。
⑦凡苯环上连有-NH2,-NHR或者-NR2的芳香族化合物通常不起反应。原因之一可能由于碱性的氨基和作为催化剂的路易斯酸结合,使之无法发挥催化剂的作用。而且所生成的基团使苯环变得不活泼。
2)付-克酰基化反应
①酰基化试剂:一般用酰氯或酸酐。
②催化剂:产用AlCl3(一般用量是酰基化试剂的两倍) ③不发生重排。 ④一般不发生歧化。 ⑤产物停留在一取代阶段。
3)付-克反应历程
5.苯环的亲电取代反应历程
实验证明:硝化、磺化和氯代是只形成σ络合物。溴代是先形成π络合物,再转为σ络合物的历程。
苯环有不饱和的键,为什么不发生加成反应呢?
三、加成反应
1.加H2:苯在高温和催化剂存在下,发生气相加H2生成环己烷。
这是工业生产环己烷的方法,产品纯的高。苯的氢化无法分离出中间产物,即六个氢原子是一次加上去的,在反应体系中不是苯就是环己烷。
2.加Cl2:苯属于不饱和烃,但较一般不饱和烃稳定,不易发生加成反应,但在一定条件下,如催化剂、高温、高压和其他影响下,仍然可以发生加成反应。
C6H6Cl6六六六是杀虫剂。但六六六有九种异构体,只有γ-异构体具有显著的杀虫活性,由于结构稳定,不易分解,残留期很长,使用后污染环境,危害人体健康,目前已经停止使用。 四、氧化反应 1.苯环氧化
2.侧链氧化(可鉴别烷基苯和苯)
第4节 苯环的亲电取代定位效应
一、取代基定位效应——三类定位基
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