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您現(xiàn)在的位置: 醫(yī)學(xué)全在線 > 理論教學(xué) > 基礎(chǔ)學(xué)科 > 醫(yī)用化學(xué) > 正文:第二節(jié) 芳香烴
    

芳香烴(環(huán)烴,芳香烴,苯,苯的同系物,結(jié)構(gòu),性質(zhì),分類)

。ǘ)化學(xué)性質(zhì)

  由于苯及同系物分子中都含有苯環(huán),故它們的化學(xué)性質(zhì)與飽和烴具有明顯的不同,具有特殊的“芳香性”。主要表現(xiàn)在取代、加成和氧化反應(yīng)上,其中以取代反應(yīng)為重要。

  1.取代反應(yīng)

  在一定條件下,苯環(huán)上的氫原子易被其它的原子或原子團(tuán)取代。

 。1)鹵代反應(yīng):在鐵粉或鹵化鐵的催化下,氯或溴原子可取代苯環(huán)上的氫,主要生成氯苯或溴苯。

在同樣的催化劑存在時(shí),苯的同系物與鹵素的反應(yīng)比苯容易。一烷基苯與鹵素反應(yīng)主要是鹵素取代烷基的鄰位或?qū)ξ簧系臍湓印?/P>

如果不用催化劑,而是在日光或加熱的條件下甲苯與氯氣反應(yīng),則取代不是發(fā)生在苯環(huán)上,而是發(fā)生在側(cè)鏈上,即甲基上的氫逐個(gè)地被氧化(自由基取代)。

每步反應(yīng)都有氯化氫身生成。如果控制氯氣的量,可以使反應(yīng)停止在生成氯化芐的階段。

  在光照下,乙苯與氯的反應(yīng)得到一個(gè)混合物。一般說來,在進(jìn)行自由基鹵代時(shí),α-H比β-H容易被取代。乙苯與溴在日光下反應(yīng)時(shí),α-溴乙苯幾乎是唯一產(chǎn)物,表明了自由基溴代時(shí),溴對(duì)不同氫原子取代的選擇性。

(2)硝化反應(yīng)苯與濃硝酸及濃硫酸的混合物(混熱)共熱后,苯環(huán)上的氫原子被硝基(-NO2)取代,生成硝基苯。

在有機(jī)化合物分子中引入硝基的反應(yīng)叫做硝化反應(yīng)。

  硝基苯不易繼續(xù)硝化。如果用發(fā)煙硝酸和濃硫酸在95℃時(shí),硝基苯可轉(zhuǎn)變?yōu)殚g二硝基苯。

  所以當(dāng)苯環(huán)上帶有硝基時(shí),再引入第二個(gè)硝基到苯環(huán)上就比較困難;或者說,硝基苯進(jìn)行硝化反應(yīng)比苯要難。此外,第二個(gè)硝基主要是進(jìn)入苯環(huán)上原有硝基的間位。

  苯的同系物發(fā)生硝化反應(yīng)時(shí)比苯要容易。硝基主要進(jìn)入烷基的鄰位及對(duì)位。

如果反應(yīng)溫度為50℃時(shí),鄰及對(duì)硝基甲苯繼續(xù)硝化,主要得2,4-二硝基甲苯,后者在100℃時(shí)進(jìn)一步反應(yīng),生成2,4,6-三硝基甲苯(INT),它是一種重要的炸藥。

(3)磺化反應(yīng) 苯與濃硫酸在75-80℃或發(fā)煙硫酸(SO3+濃H2SO4)在40℃時(shí)反應(yīng)。苯環(huán)上的氫原子被磺酸基(-SO­3H)取代,生成苯磺酸。

 

  在有機(jī)化合物分子中引入磺酸基的反應(yīng)叫做磺化反應(yīng)。

  苯磺酸繼續(xù)磺化時(shí),需要用發(fā)煙硫酸及較高溫度,產(chǎn)生主要為間苯二磺酸?梢姡江h(huán)上已有了磺基后,再引入第二個(gè)磺基時(shí)比苯要難,而且第二個(gè)磺基主要進(jìn)入原來磺基的間位。醫(yī).學(xué).全.在線.網(wǎng).站.提供

苯的同系物的磺化反應(yīng)比苯容易進(jìn)行。例如,甲苯與濃硫酸在常溫下即可發(fā)發(fā)生碘化反應(yīng),主要產(chǎn)生是鄰及對(duì)苯磺酸。如在100-120℃時(shí)反應(yīng),則對(duì)甲苯酸為主要產(chǎn)生。

碘酸是有機(jī)強(qiáng)酸,易溶于水,其酸性可與無機(jī)強(qiáng)酸相比。

 。4)傅-克反應(yīng):芳香烴在無水ALCL3作用下,環(huán)上的氫原子也能被烷基和;〈_@是一個(gè)制備烷基烴和芳香酮的方法,稱為傅瑞德爾-克拉夫慈反應(yīng),簡(jiǎn)稱傅-克反應(yīng)。

 、佟⊥榛磻(yīng)

② ;磻(yīng):

  常用的;噭┦酋{u,此外還可以用酸酐。

2.氧化反應(yīng)

  苯環(huán)本身很穩(wěn)定,在一般情況下難以氧化。苯的同系物則能與一些氧化劑(如重鉻酸鉀的酸性溶液、高錳酸鉀溶液)反應(yīng)。這時(shí),苯環(huán)的側(cè)鏈被氧化,只要側(cè)鏈上有α-H,無論側(cè)鏈烷基長(zhǎng)短如何,都被氧化為與苯相連的羧基。

叔丁基苯不含α-H,在上述條件下不被氧化。

在劇烈的條件下和催化劑存在時(shí),苯環(huán)才被破壞。例如:

3.加成反應(yīng)

  環(huán)苯在一般條件下不容易發(fā)生加成反應(yīng)。當(dāng)在催化劑、高溫或光的影響下,也可加成。

溴與苯可進(jìn)行類似反應(yīng)。

  苯的同系物與鹵素在日光下,不發(fā)生加成反應(yīng),而是在側(cè)鏈上取代。

  

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