save第八章 芳 烃
一、苯及其同系物
(一) 苯的结构
1． 凯库勒结构式
2． 芳香六隅体
3． 苯的分子轨道模型
4． 尺子的英语单词共振论对苯的结构的解释
(二) 苯衍生物的同分异构、命名和物理性质
1． 同分异构
2． 命名
3． 物理性质
(三) 亲电取代反应机理
（四）苯的常见亲电取代反应
1．卤代反应
2．硝化反应
3．磺化反应
4．傅瑞德尔-克拉夫茨反应
（五）取代苯的亲电取代反应的活性和定位规律
1． 取代基对反应速率的影响
2． 一取代苯的亲电取代反应的定位规律
3． 一取代苯的亲电取代反应的定位规律和活性的解释
4． 二取代苯亲电取代反应的定位规律
5． 定位规律的应用
(六) 苯的其他反应
1． 加成反应
2． 氧化反应
cash warren(七) 烷基苯侧链反应
(八) 卤代芳烃
(九) 生物体内芳烃的反应
二、多环芳烃和非苯芳烃
阀芯 英文（一）稠环芳烃
1．萘衍生物的同分异构和命名
2．萘的结构
3．萘的化学反应
4．蒽和菲的结构和性质
5．其它稠环芳烃
(二) 联苯
(三) 非苯芳烃
1．休克尔（Hückel）规则
2．轮烯的芳香性
3．环状正、负离子的芳香性
第八章 芳 烃
芳烃是芳香族化合物(aromatic compounds)的母体。芳香化合物最初是指从植物中提取得到的一些具有香味的化合物，那时把来自脂肪降解得到的一类化合物如烷烃和烯烃称脂肪族化合物（aliphatic compounds）。芳香族化合物都含有苯环结构单元，苯环是一个高度不饱和体系，但它具有与普通不饱和化合物烯、炔明显不同的特殊性质。因而，现在芳香化合物的概念，是基于它们的结构和性质特征进行归类的，主要是指苯及其衍生物，以及一些虽然不具有苯环，但仍然具有这些特殊性质的化合物(非苯芳香化合物)。该族化合物名称上虽然沿用了“芳香”二字，实际上已与它们的气味无关，因为大多数含有苯环的化合物，并没有香味。
芳香化合物的特殊性质，被称为芳香性(aromaticity)，主要表现在它们具有特殊的稳定性，以及在化学上不易发生烯烃和炔烃那样的加成反应，却易发生取代反应。例如，苯的分子式为C6H6，比相应的饱和烃少八个氢原子，它可用含有三根双键的一个正六边形表示，然而它不象烯烃，不能与溴和溴化氢加成，不能水解，也不与强氧化剂高锰酸钾反应。苯的化学反应性与熟知的不饱和化合物的性质相矛盾，大多数能与键发生加成反应的试剂，均不能与苯反应。因此它不象是路易斯(Lewis)结构所描述的“三烯”。它能发生的反应与烯烃不同，例如，苯和溴在催化剂三溴化铁的存在下，发生取代反应，溴原子取代了苯分子中考验的意思
的一个氢原子，且所得到一溴代苯只有一种。
一、苯及其同系物
(一) 苯的结构
1．凯库勒结构式 苯是1825年英国化学家法拉第（M.Faraday）从照明气中分离得到的，九年后德国化学家(E.Mitscherlich)将苯甲酸和氧化钙一起加热得到了同样的化合物，并测定出它的分子式是C6H6。科学家对于分子中六个碳和六个氢如何连接的问题进行了大量研究，因苯的一元取代只有一种产物，二元取代有三种产物，有三个相同取代基的苯也只有三种，根据大量的事实和科学研究，1865年德国化学家凯库勒(Kekule)以惊人的洞察力和想象力提出苯是含有交替单、双键的六碳原子环状化合物。他认为苯实际上以两种结构存在，这两种结构的区别仅在于环中单键和双键的排列方式不同，而这两种不同的排列方式
在围绕着环不断地振荡之中。凯库勒用这种单键和双键快速振荡的概念，解释苯不能发生加成反应。
凯库勒（Friedrich August Kekule von Stradonitz)（1829~1896），Kekule出生在德国的Darmstadt,在Giesn 大学开始学习建筑学，后改学化学。1852年博士毕业后，继续在巴黎深造。1856年回到德国，在海德堡大学成为一名讲师。1858年，被委派到比利时的Ghent 大学，在那里他第一次提出了碳四价的理论。几乎同时这个理论又由古柏尔独立发表，并成为有机化学的奠基理论。1865年，已是化学教授的凯库勒搬到了波恩，同年他又发表了关于苯环结构的重要理论，由于他对化学的巨大贡献，凯库勒成为当时最具影响力的化学家之一，在伦敦化学会的凯库勒纪念文献中，他的颂扬者是这样评述的：现代有机化学的基础有四分之三是由凯库勒奠定的，其它的评述就不多说了。
凯库勒提出的苯的结构式是有机化学理论研究中的重大进展，它促进了对芳香族化合物的
研究和开发，对有机化合物的结构理论也起了很大的促进作用，但也有不足之处，如它不能解释为什么苯有特殊的稳定性和不发生加成反应。
2． 芳香六隅体
现代物理法测定(光谱法、电子衍射法、X-射线法)苯的结构表明：
(1) 苯分子是平面正六边形，6个碳和6个氢处于同一平面上。
(2) 6个C-C键等长，均为140 pm，处于单键的154 pm和C=C的134 pm之间；6个碳氢键的键长均为108 pm。
(3) 键角均为120º。
图8-1 苯分子的键长、键角和大键
为何会出现上述情况呢？
杂化轨道理论认为：苯分子的6个碳原子均为quarter怎么读sp2杂化的碳原子，相邻碳原子之间以sp2杂化轨道互相重叠，形成6个均等的碳碳键，每个碳原子又各用一个sp2杂化轨道与氢原子的1s轨道重叠，形成碳氢英语天地键。所有轨道之间的键角都为120，由于sp2杂化轨道都处在同一平面内，所以苯的6个氢原子和6个碳原子共平面，每个碳原子还剩下一个未参与杂化的垂直于分子平面的p轨道，这六个2p轨道（每个碳原子一个）相互侧面重叠构成一个波及由六个碳原子构成环状的大键（见图8-1），六个电子为六个碳原子所共享，电子云对称、均匀地分布在环平面的上下方，因此苯分子中没有单双键区别。还由于电子不是局限于两个碳原子之间，而是离域于在整个环状的体系中，因此苯有特殊的稳定性。
3．苯的分子轨道模型
图8-1已能部分地表示了苯分子中电子的运动情况，而分子轨道理论能更精确地描述苯分子中电子的运动状态，它认为苯分子中的6个p原子轨道彼此作用形成6个分子轨
图8-2 苯的分子轨道和能级图解
(a)分子轨道图(顶视图) (b)分子轨道能级
道，它们的形状及相应的能级如图8-2所示。从图8-2中可以看出，苯有6个学术研讨会英文分子轨道，1，2，3是能量较低的成键轨道，4，5，6是能量较高的反键轨道。在三个成键轨道中，1没有节面，能量最低，金敏瑞2，3各有一个节面，它们的能量相等，但都比1园丁的意思高。分子轨道理论将两个能量相等的轨道称为简并轨道，2，3是一对简并轨道。同样，反键的4，5也是一对简并轨道，它们各有两个节面，能量比2，3高，反键的6能量最高，它有三个节面。基态时，6个电子占据三个成键轨道，所以苯的电子云是由三个成键轨道叠加而成的，叠加的最后结果是电子云在苯环上下对称均匀分布，又由于碳碳键也是均等的，所以碳碳键长完全相等，形成一个正六边形的碳架。闭合的电子云是苯分子在磁场中产生环电流的根由，环电流可看作是没有尽头的，因此离域范围很广，如图8-2所示，三个成键轨道中电子总能量，大大低于处在三个孤立的成键轨道中的总能量，因此具有特殊的稳定性。
