Transcript 芳香烃
芳香烃 常 见 的 烃 1、芳香族化合物 历史含义：具有香味的物质 现代含义：含苯环的的有机化合物 现实意义：名称沿用 芳香烃：芳香族碳氢化合物，简称“芳烃” 常 见 的 烃 2、苯的结构 1866年，德国化学家凯库勒提出苯环结构 H H C H C C C H C H C H 常 见 的 烃 存在的问题： 1．苯的一取代产物只有一种，二取代产物共有三种。 2．苯不能通过化学反应使高锰酸钾酸性溶液、溴的四氯化 碳溶液褪色。 3．碳碳双键加氢时总要放出热量，且热量与双键数目大致 成正比。但是…… (g) + H2(g) (g)；△H= ―119.6kJ·mol-1 (g) + 2H2(g) (g)；△H= ―237.1kJ·mol-1 (g) + 3H2(g) (g)；△H= ―208.4kJ·mol-1 常 见 的 烃 大量实验事实表明，在苯分子中不存在独立的碳碳单 键和碳碳双键。 根据现在价键理论，苯分子中的的碳碳键是介于碳碳 单键和碳碳双键之间的特殊的碳碳键。 苯分子中的6个碳原子和6个氢原子都处于同一个平面 上，为平面正六边形。 苯的1H核磁共振谱图证明苯分子中6个H的化学环境完全 相同。 常 见 的 烃 3、苯的性质 （1）卤代反应 溴 代 反 应 说明：操作步骤、实 验现象。 ①导管口有白雾 ②三颈烧瓶有褐色不 溶于水的液体。 依据什么现象可判断 三颈烧瓶内发生的是 取代反应？ 常 见 的 烃 几个相关问题： ①铁粉起催化剂的作用（实际上是FeBr3)，如果没 萃取 有催化剂，则苯与溴水混合发生的是_______过程。 ②长导管的作用： 导气 ③导管末端能不能插入锥形瓶内液面以下？ 不可，否则将发生倒吸（HBr气体极易溶于水） 常 见 的 烃 ④为什么溴苯留在烧瓶中，而HBr挥发出来？ 因为溴苯的沸点较高，156.43℃。 ⑤ 溴苯为无色液体，而苯与液溴反应制得的溴苯往 往是棕褐色的，试推测原因，并说明解决办法。 可用NaOH或饱和Na2CO3溶液洗涤产物，除去溴，而得 无色的溴苯。 常 见 的 烃 卤代反应小结： 苯在三卤化铁催化下可与Cl2、Br2发生取代反应， 生成一卤代苯、二卤代苯（主要是邻、对位取代产 物）等。 + Br2 + 2Br2 + 2Br2 FeBr3 FeBr3 FeBr3 — Br + HBr Br— — Br + 2HBr — Br + 2HBr — Br 常 见 的 烃 （2）硝化反应 硝化反应 说明 操作步骤、仪器作用 实验现象、注意事项。 取代反应的依据是 什么？ 常 见 的 烃 ⑵苯的硝化： H + HO—NO2 浓硫酸 △ 温 度 计 NO2 硝基苯 + H2O 苯一般只发生一元取代 常 见 的 烃 几个相关问题： ①浓硝酸和浓硫酸混合酸如何得到？为什么先 加混酸，后加苯？ ② 什么时候采用水浴加热? 需要加热，而且一定要控制在100℃以下，均可 采用水浴加热。如果超过100 ℃，还可采用油浴 （0—300 ℃）、沙浴温度更高。 常 见 的 烃 ③温度计的位置，必须悬挂在水浴中。 ④ 长导管的作用：冷凝回流。 ⑤ 不纯的硝基苯显黄色，因为溶有NO2，而纯净 硝基苯是无色，有苦杏仁味，比水重油状液体。 ⑥ 为提纯硝基苯，一般将粗产品依次用蒸馏 水和NaOH溶液洗涤。 ⑦ 此反应中浓硫酸的作用是什么？ 催化剂、脱水剂 常 见 的 烃 （2）硝化反应小结 苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物在60℃时生成一取代硝 基苯；当温度升高至100～110℃时则生成二取代产物 间二硝基苯。 + + 浓硫酸 HNO3 60℃ 浓硫酸 2HNO3 100~110℃ — NO2 + H2O — NO2 — NO2 + 2H2O 常 见 的 烃 （3）其它反应 加成反应 + 3H2 Ni 18MPa 180~250℃ ——工业制取环己烷的主要方法 氧化反应 2C6H6+15O212CO2+6H2O ——浓烈的黑烟 不能 _________使酸性高锰酸钾溶液褪色。 常 见 的 烃 苯的化学性质小结 苯环结构比较稳定，易发生取代反应，而破坏苯环结 构的加成反应和氧化反应比较困难。 （易取代、难加成、能氧化） 常 见 的 烃 4、芳香烃的来源与应用 芳香烃的来源 起初源于：煤焦油。 现代来源：石油化学工业中的催化重整和裂化。 有机原料应用最多的芳烃：苯、乙苯、对二甲苯等。 常 见 的 烃 苯 ——重要有机化合物的原料 P52 苯 苯酚 硝基苯 苯胺 环己烷 二氯苯 氯苯 苯乙烯 …… 合成树脂 合成纤维 合成塑料 染料 医药 洗剂剂 炸药 …… 常 见 的 烃 5、苯的同系物 含义：苯的苯环上氢原子被烷基代替而得到的芳烃。 CH3 | CH2CH3 | CH3 | | CH3 甲苯(C7H8) 乙苯( C8H10) H3C H3C 对二甲苯(C8H10) 通式： CnH2n-6 (n≥6) CH3 | CH3 CH3 | CH3 六甲基苯(C12H18) 常 见 的 烃 苯的同系物的化学性质 苯环性质 卤代反应、硝化反应、加成反应 烷基性质 卤代反应 共同性质 氧化反应（都可燃烧） 常 见 的 烃 苯的同系物化学性质 甲苯+高锰酸钾酸性溶液 二甲苯+高锰酸钾酸性溶液 用力振荡，必要时加热 现象：紫红色褪去 ——氧化反应 常 见 的 烃 1、苯的同系物的氧化反应 | —C—H | 反应机理： 酸性高锰酸钾溶液 O || C—OH | 烷基上与苯环直接相连的碳上所连的氢原子 H | —C—H | H H | | —C—C— | | H C | —C—C | C × 常 见 的 烃 CH3 CH3 | | CH3 HOOC CH3 —C—CH + | 3 KMnO4/H | | | CH3—CH— —C—CH3 CH 3 | | HOOC— CH2—R CH3 | COOH R KMnO4(H+) （R代表烷基） 区别苯与其同系物 COOH 常 见 的 烃 苯的同系物的化学性质 2、硝化反应 CH3 | O 2N + 3HNO3 CH3 | NO2 浓硫酸 100℃ | NO2 + 3H2O 2,4,6—三硝基甲苯 （TNT） 不溶于水的淡黄色针状晶体 黄色烈性炸药 常 见 的 烃 3、卤代反应：A、苯环上（纯卤素、Fe作催化剂） CH3 铁粉 + Cl2 CH3 + Cl2 铁粉 CH3 Cl CH3 + HCl Cl 产物以邻、对位取代为主 + HCl 常 见 的 烃 B、侧链烷基上（纯卤素、光照） CH2Cl CH3 + Cl2 光 照 + HCl 注意: 苯与苯的同系物在无催化剂的条件下与卤素水溶液 混合均不反应，但会发生萃取过程。 常 见 的 烃 4、加成反应： CH3 + 3H2 CH3 催化剂 △ 甲基环己烷 思考：甲基环己烷一氯代物有几种？ 5种 常 见 的 烃 6、芳香烃简介 芳香族化合物： 分子里含有一个或多个苯环的化合物 CH3 芳香烃： 分子里含有一个或多个苯环的烃 NO2 常 见 的 烃 多环芳烃 多苯代脂烃：苯环通过脂肪烃连在一起 —CH2— 二苯甲烷(C13H12) 联苯或多联苯：苯环之间通过碳碳单键直接相连 — 联苯(C12H10) 稠环芳烃：苯环之间通过共用苯环的若干环边而形成 萘(C10H8) 蒽(C14H10)