汪小兰有机化学课件(第四版)4.ppt
- 文档编号:18658669
- 上传时间:2023-08-24
- 格式:PPT
- 页数:85
- 大小:2.71MB
汪小兰有机化学课件(第四版)4.ppt
《汪小兰有机化学课件(第四版)4.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《汪小兰有机化学课件(第四版)4.ppt(85页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
环烃:
由碳和氢两种元素组成的环状化合物。
分成脂环烃和芳香烃两类,第四章环烃,4-1脂环烃一、脂环烃的分类环烷烃、环烯烃、环炔烃,环己烷环己烯环戊二烯环辛炔,通式:
环烷烃CnH2n;环烯烃CnH2n-2;环炔烃CnH2n-4。
二、环烃的命名1、环烷烃的命名
(1)简单环烃的命名与烷烃相似,只需加“环”字即可。
1-甲基-2-异丙基环戊烷,
(2)当环上具有取代基时,则从取代基开始编号,并以最小和数为原则;如环上连有不同取代基是要依次序规则,较优基团给以较大的编号。
1-甲基-3-乙基环己烷,1,2,4-三甲基环己烷,(3)简单的环上连有较长的碳链时,也可将环当作取代基。
1-环丁基戊烷,2.环烯(炔)烃的命名从不饱和键开始编号,使取代基位次最小。
4-甲基环已烯,环丙烷的结构:
弯曲键:
电子云没有呈轨道轴对称,而是分布在一条曲线上。
张力:
角张力:
键角偏离正常键角而引起的张力。
环丁烷的结构:
蝴蝶式,环戊烷的结构:
信封式,环己烷的结构:
存在两种主要构象。
椅型,船型,12个氢原子分成两类:
一类垂直于环平面,与对称轴平行,另一类与对称轴成109.5角。
分子中有两个平行的平面,C1、C3、C5和C2、C4、C6;,一取代:
二取代:
取代基可以在环面的同侧或反侧,有几何异构体。
例:
1,2-二甲基环已烷,反式稳定,顺-1,2-二甲基环已烷(ae型)反-1,2-二甲基环已烷(ee型),三、环烷烃的性质1.物理性质环烷烃的熔点、沸点和密度都比同碳数的烷烃高。
2.化学性质一般与烷烃相似,但由于“张力”的存在,小环化合物(三、四元环)具有一些特殊性质,易开环。
三、四元环叫做小环,五、六、七属于一般环,八至十一元环为中环,十二元环以上为大环。
(1)催化加氢,Ni,H280,Ni,H2180,Ni,H2300,较难,
(2)加卤素和加卤化氢,Br2加热,Br2室温,HBr室温,含氢最多的碳原子与含氢最少的碳原子之间断裂;氢加在含氢最多的碳原子上。
(类似双键加成的马氏规则),(4)氧化反应不易氧化,不与KMnO4稀溶液反应,可用来区别烯烃。
(3)取代反应(五、六元环),芳香性:
具有苯的结构特点,不饱和度高但结构稳定,容易进行取代反应,不易进行加成反应和氧化反应。
一、芳香烃的分类1.单环芳烃,二、苯的结构1、苯的环状结构凯库勒式分子式:
C6H6,研究表明,凯库勒的结构式基本上是正确的。
但它不能解释苯的全部性能.,
(1)无法解释苯特有的稳定性。
苯环中含有三个双键,但却不象烯烃那样易发生加成反应,而是易发生取代反应。
(2)依据凯库勒式,苯的邻二取代物应有两种异构体:
实际上只有一种。
因而凯库勒提出了共振式来解释。
(3)按凯库勒式,C=C(0.134nm),C-C(0.154nm)的键长应该不一样。
但实验表明,苯分子的所有C-C键长均相等。
2、苯结构的近代概念杂化轨道理论:
碳sp2杂化,形成6个C-Cs-键、6个C-Hs-键。
6个p轨道相互交盖,形成一个“环闭”大p键。
苯的结构,3、苯结构的表示方法,芳香性的判断,休克尔(Hckel)规则含有4n+2个电子的平面环状化合物具有芳香性。
因此,有机分子不一定要有苯环,只要满足:
整个分子共平面;具有环闭共轭体系;电子数符合Hckel规则(4n+2)。
就具有芳香性。
芳香性离子,轮烯单环共轭多烯,一般指成环碳原子数10的单环共轭多烯。
薁,判断下列化合物、离子那个具有芳香性:
Key:
(C),三、单环芳烃的同分异构和命名1、一元取代物,以苯为母体。
把烷基当作取代基,甲苯,乙苯,异丙苯,2、二元取代物,多取代苯须标出取代基的位置。
如取代基不同,可选一个基团加苯环为母体。
3-乙基甲苯,邻二甲苯1,2-二甲苯,间二甲苯1,3-二甲苯,对二甲苯1,4-二甲苯,3、三元取代物,1,2,3-三甲苯连三甲苯,1,2,4-三甲苯偏三甲苯,1,3,5-三甲苯均三甲苯,3-苯基丙烯,侧链较复杂时选侧链为母体,苯作为取代基。
苯乙烯,苯基:
苯分子去掉一个氢原子得到的基团。
以ph表示。
苯基,2-甲苯基邻甲苯基,2,3-二甲苯基,苯甲基苄基,四、芳烃的物理性质无色有芳香气味的液体(苯及其同系物)。
不溶入水,易溶于有机溶剂。
密度0.86-0.93。
有一定的毒性,燃烧带黑烟。
液态芳烃是一种良好溶剂。
五、芳烃的化学性质1、亲电取代反应
(1).卤代,5560,5560,卤代反应历程:
光照,
(2)硝化,硝化反应历程:
硝酰正离子,(3)磺化,可逆反应,在较高温度时,以对位为主,芳磺酸是强酸,酸性与硫酸相当。
易溶于水和NaOH水溶液。
(4)FriedelCrafts烷基化反应,RFRClRBrRI,小结:
羧酸与亚硫酰氯或PCl5反应:
烷基化反应和酰基化反应的异同点:
相似之处:
催化剂相同;反应历程相似,都为亲电取代反应。
苯环上连有强吸电子基团或-NH2、-NR2时,反应不能发生。
不同之处:
a.烷基化剂含三个或以上碳原子时,往往发生烷基异构化。
b.烷基化反应较难停留在一元取代阶段,而是生成多元取代物。
2、加成反应,3、氧化反应(需有H),无H,不反应。
4、苯环亲电取代反应的定位规律
(1)取代定位规律甲苯、硝基苯的硝化:
第一类定位基(邻、对位定位基):
使苯环活化(卤素例外)。
-NH2,-OH,-OCH3,-NHCOCH3,-OCOCH3,-R,-X,电子效应与定位规律1.电子效应由于取代基的存在使苯环、双键等上的电子云密度分布发生改变,这种现象叫电子效应。
电子效应包括:
诱导效应和共轭效应。
诱导效应:
由于分子中原子或基团的电负性不同,整个分子中成键的电子云向一个方向发生偏移,使分子发生极化的效应。
诱导效应是一种静电作用,是一种永久性的效应。
共轭效应:
(2).取代定位规律的解释硝基(吸电子基)诱导效应:
吸电子共轭效应:
吸电子(-共轭),甲基(给电子基)诱导效应:
给电子共轭效应:
给电子(-超共轭),羟基(给电子基)诱导效应:
吸电子共轭效应:
给电子(p-共轭)共轭效应诱导效应,卤素(吸电子基)诱导效应:
吸电子共轭效应:
给电子(p-共轭)诱导效应共轭效应,定位规律的应用
(1)预测反应的主要产物A.不同类定位基:
以邻、对位基为主。
B.同类定位基:
以强的为主。
(2)选择合适的合成路线,甲苯制备间硝基苯甲酸:
甲苯制备邻氯甲苯:
25,由苯合成间硝基对羟基苯磺酸:
六、稠环芳烃,萘,蒽,菲,萘(C10H8),电子云密度分布不完全平均化,碳上电子云密度大于碳。
大键,共轭能:
萘2苯说明萘的芳香性不如苯,比苯易发生氧化、加成反应。
物理性质:
萘为无色发光片状晶体,熔点:
80.6,沸点:
218。
有特殊气味,挥发性极强,易升华。
不溶于水,溶于有机溶剂。
重要的化工原料,广泛用于染料工业和高分子工业。
化学性质:
1.取代反应(位电子云密度大,主要位取代),磺化,-萘磺酸,2.加氢(萘比苯容易),3.氧化反应(萘比苯容易氧化),14个p轨道组成大键。
电子云密度分布不完全平均化。
9、10位最活泼,更易发生加成和氧化反应。
蒽和菲(C14H10),蒽,菲,1,4,5,8位称a-位;2,3,6,7位称b-位;9,10位称g-位。
9,10-蒽醌,9,10-菲醌,致癌烃苯、萘等不致癌,但苯会导致白血病。
许多由四个或四个以上的苯环稠合而成的稠环烃为致癌烃。
在石油和烟草的烟雾中含有致癌烃。
用放射性同位素法已经证实,这些化合物可以与机体中的核酸、脱氧核糖核酸以及蛋白质结合,致癌机理尚不清楚。
第四章作业:
3(c,d,i,j),7,11,12,13(c,f,g),
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 汪小兰 有机化学 课件 第四