有机化学-授课教案:第四章 芳香烃

课程名称

有机化学

年级

2009

专业、层次

医学本科

授课教师

职称

课型

理论大课

学时

2

授课题目（章、节)

第四章 芳香烃（一)

基本教材及主要参考书

《有机化学》第七版 吕以仙主编  人民卫生出版社

55页- 60页

参考书：基础有机化学  邢其毅主编   化学工业出版社

目的与要求：掌握苯的结构。

掌握苯的同系物的命名。

掌握苯及其同系物的化学性质——亲电取代反应、侧链氧化反应。

   了解苯及其同系物的物理性质。

教学内容与时间安排、教学方法：

   1、苯的结构。  15分钟

   2、苯的同系物的命名。   20分钟

   3、苯及其同系物的物理性质。   5分钟

   4、苯及其同系物的化学性质。   35分钟

   5、小结。   5分钟

   教学方法：CAI  讲授法、练习法。

教学重点及如何突出重点、难点及如何突破难点：

教学重点：苯的结构。

苯的化学性质—芳香性

教学难点www.lindalemus.com/yaoshi/：苯的结构解释。

苯的亲电取代反应。

教研室审阅意见：

  教研室主任签名：

   年   月 日

基本内容

教学手段

课堂设计和时间安排

第四章 芳香烃

芳香烃概述

芳香族化合物: 就是指苯及化学性质类似于苯的化合物

芳香烃——具有芳香性的碳氢化合物，是芳香族化合物的母体。

芳香性——就是与不饱和脂肪烃不同的性质(易取代、难氧化、  难加成)。

芳香烃分类：

§1  苯及其同系物

一、苯的结构

（一)、苯的凯库勒（Kekülé)结构式

（1)分子中有三个双键，不具有烯烃的性质。

（2)苯的邻位二元取代物应有两种异构体，但实际上只一种。苯分子中不是由三个双键组成，苯是比环己烯更稳定的物质。

（3)苯分子中有三个C = C和三个 C—C ,苯环就不是一个正六边形。但实验证明苯环是一个正六边形，环中的碳碳键长完全相等。

但凯库勒结构式不能说明苯的全部特性，它的主要缺点有：

 (二)、苯分子结构的现代解释

实验测定的结构特征

①　6个碳组成一个平面正六边形，6个氢与6 个 碳都 共平面性。

②　所有键角都是120°。

③　碳碳键键长为0. 139nm。

轨道杂化理论解释

①　苯分子中的6个碳均为sp2杂化。

②　三个双键通过π－π共轭形成“闭合π大键”。

苯的结构小结：

（1)苯是一个正六边形的平面分子，键长、键角平均化；

（2)电子云分布在苯环的上方和下方；

（3)π电子高度离域，体系的能量降低，苯环很稳定。

二、 苯的同系物的命名

1. 一烃基苯的命名

（1)烷基与苯相连时, 苯作母体，烷基作取代基，称“某苯”。

（2)当苯与烯、炔相连时，苯作取代基，不饱和烃作母体。

 (3) 若烃基的碳链复杂或烃链上含有多个苯环时，一般把苯

   作取代基，烃作母体。

烷基和芳基的表示方法：

2. 多烃基苯的命名

(1)烷基相同

(2) 烷基不同.

   编号:小取代基为1-位,而且取代基位次之和应最小.

   取代基在母体前的顺序:按次序规则,优先基团(大   基团)后列出.

三、苯及其同系物的物理性质

四、苯及其同系物的化学性质

苯环是一个稳定的共轭体系，其化学性质与不饱和烃有显著的不同，具有特殊的“芳香性”。

芳香性：难加成；难氧化；易取代。

（一)、亲电取代（electrophilic  substisution)

1. 卤代反应(halogenation)

卤素的活性顺序是：F2>Cl2>Br2>I2。

反应历程：

（1)  产生亲电试剂：

（2)  亲电试剂进攻苯环，形成芳香正碳离子中间体：

（3)  移去质子生成芳香取代物：

2. 硝化反应（nitration)

混酸——浓H2SO4与浓HNO3混合

浓硫酸既是催化剂，又是脱水剂。它先于硝酸作用生成亲电试剂硝酰(基)正离子（NO2+)。

反应历程：

（1)  产生亲电试剂：

（2)  亲电试剂进攻苯环，形成芳香正碳离子中间体：

（3)  移去质子生成芳香取代物：

3. 磺化反应(sulfonation)

磺化反应是可逆反应，苯磺酸与过热水蒸气作用，可发生水解，得到苯。其作用有：增加芳香族化合物的水溶性。  有机合成中作为定位基团。

反应历程：

4. 烷基化反应(alkylation)

此反应称Friedel-Craftes)反应

。在Friedel-Craftes反应中，当碳数较多时，易发生异构化现象。

当芳环上连有硝基、磺酸基等吸电子基团时，不发生Friedel-Craftes反应。

亲电取代历程小结

（1)  产生亲电试剂：

（2)  亲电试剂进攻苯环，形成芳香正碳离子中间体：

（3)  移去质子生成芳香取代物：

（二)、苯环侧链的反应

1. 自由基的取代反应

在较高温度或光照下，烷基苯可与卤素作用，发生侧链上-氢原子被卤素取代反应。

具体历程参见烷烃的卤代反应

2、氧化反应

规律: 只要含有α-H, 不管侧链有多复杂,都氧化成甲酸.

应用：在苯环上引入羧基（-COOH)；可定性测得多元烃取代苯支链的位置。

讲授

讲授

模型

讲授

练习

自学

讲授

讲授

讲授

★－重点

☆－难点

医学全.在线www.lindalemus.com2分钟

13分钟

★☆苯的环状大π键的形成及特点。

1

20分钟

★命名规则

注意：o- m-  p-及其Ph-  Ar-  Ben-  Tol-等的含义

问题4-1

5分钟

强调有毒性

（第1节课完)―――

化学性质35分钟

★芳香性—易取代、难加成、难氧化。

★☆亲电取代反应机制—苯的亲电取代反应及其解释。

自由基取代反应机制

α-H对氧化的决定作用

小

结

1、苯的两种结构表示式。

2、芳香性—易取代、难加成、难氧化。

3、苯的亲电取代机制—正离子中间体的形成。

   5分钟

（第2节课完)―――――

复

习

思

考

题

、

作

业

题

1、总结苯的亲电取代反应

2、习题4-3、4-9、4-11

下

次

课

预

习

要

点

1、苯环亲电取代的定位效应

2、稠环芳烃的结构和性质。

3、Hukel规则。

实

施

情

况

及

分

析