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有機化學學習筆記——芳香烴 2

2020年3月27日修改

增加思維導圖

參考書籍《基礎有機化學(第三版)邢其毅》、《有機化學學習指導》東南大學出版社

《有機化學》南京大學出版社 課程ppt

芳香烴的第二部分知識點

這個部分相對苯的部分來講,知識點畢竟瑣碎,可能在很多學校考試中並不太重要,課上老師上課也一筆帶過,這個部分的知識點還是比較有意思的,有興趣可以詳細瞭解一下。

這篇文章的最後也附上瞭一篇有機化學教學的論文,希望大傢能學到一些東西吧。

第一部分的入口

第一部分:多環芳烴

  • 多苯代脂烴

定義:鏈烴分子中兩個以上的H被苯基取代生成的化合物。

例子:

兩個典型例子

以其中一個為例進行詳述

三苯甲烷的制備過程

制備過程

關於其反應

三苯氯甲烷

反應

三苯甲基正離子(C6H5)3C+的正電荷可分散到三個苯環中去,使其穩定性大幅度提高。C+的穩定性為:(C6H5)3C+> (C6H5)2CH+>R3C+>R2CH+≈C6H5CH2+ ≈CH2=CH-CH2+>RCH2+>CH3+

(2)三苯甲基自由基

1900年,Gomberg用實驗證明自由基可獨立存在

過程

三苯自由基穩定的原因:p-π共軛

其未配對電子可分散在10個C上

三苯甲烷染料或指示劑

例子

  • 聯苯

一些相關知識點

  • 稠環芳香烴

定義:是指兩個或者兩個以上苯環共用兩個鄰位碳原子稠合而成的多環芳香烴。

一些例子

一些例子

萘是兩個苯通過共用兩個相鄰碳原子形成的芳烴。萘分子中鍵長平均化程度沒有苯高,因此穩定性比苯差,反應活性比苯高,不論是取代反應或是加成、氧化反應均比苯容易。

結構

反應:親電取代:比苯易進行,且活性:α位>β位。例

例子

這個現象出現的原因是什麼?

原因解釋

低溫時:速度控制,即活性:α>β 則α-萘磺酸為主

高溫時:平衡控制,即穩定性:β-萘磺酸> α-萘磺酸(空間排斥) 則較穩定的β-萘磺酸為主

加氫

氧化

反應:主要發生於γ位( 9,10位)

  • 致癌芳烴

很久以前就註意到,如在動物體上長期塗抹煤焦油,可引起皮膚生長癌狀的毒瘤。實驗表明,一些稠環芳烴具致癌作用,稱為致癌芳烴。

兩個例子


第二部分鹵代芳烴

主要反應:芳烴上親核取代:難進行,需苛刻條件

與金屬反應:例:

芳烴上親核取代的機理 推導

一些事實:

可見:取代物中有時-NH2在原-X位置,而有時-NH2不在原-X位置。

機理:消去-加成

實驗設計:1953年,J.D.Roberts

提出機理:先消去後加成

上述實驗中

  • 苯炔(benzyne):

為活性中間體,其結構可表示為:


第三部分:Hückel規則

那麼是否具有芳性的化合物一定要含有苯環?自然不是。

芳性的理論判據-- Hückel 4n+2 規則

1933年,Hückel根據其簡單休克爾分子軌道理論(HMO)對含有n個π

電子的單環多烯分子CnHn的分子軌道能量計算,總結出一個芳香性

的理論判據--4n+2規則。

◎4n+2規則:平面單環共軛烯烴在環中含有4n+2個π電子時是芳香性的。

◎非苯芳烴:符合4n+2規則,且具芳性,但不含苯環的烴類化合物叫非苯芳烴。

典型的非苯芳烴

環丙烯正離子

環戊二烯負離子

環庚三烯正離子薁 μ=1.08D,有極性;也稱藍烴(藍色晶體)。視為一個環庚三烯正離子與一個環戊二烯負離子稠合而成。

環辛四烯雙負離子

有機化學教學的論文

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