橙子汁、橘子汁等含有能溶解橡膠的芳香油類物質(zhì)
以史為鑒---德國(guó)于1914年發(fā)動(dòng)了第一次世界大戰(zhàn)
婆羅洲的石油成分與其他地區(qū)的不同,它含有很少的直鏈烴,它含有大量的苯和甲苯等芳香烴,正是適宜制造“TNT”(三硝基甲苯)烈性炸藥的的基礎(chǔ)成分。
那么,“TNT”(三硝基甲苯)是怎么制備的呢?
根據(jù)同系物的概念,以下有機(jī)化合物屬于苯的同系物的是( )
苯環(huán)上的氫原子被烷基取代所得到的一系列產(chǎn)物稱苯的同系物
CnH2n-6 (n≥7)
有且只有一個(gè)苯環(huán);側(cè)鏈為烷烴基(不能含有環(huán))
思考:含有苯環(huán)的化合物一定屬于芳香烴,這種說(shuō)法正確嗎?
分子中含有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán)的烴,叫做芳香烴;由兩個(gè)或兩個(gè)以上的苯環(huán)共用相鄰的兩個(gè)碳原子的芳香烴是稠環(huán)芳香烴。
習(xí)慣命名法 : 苯環(huán)上的烴基為側(cè)鏈,命為“某苯”
系統(tǒng)命名法 : 將苯環(huán)上碳原子編號(hào),以某個(gè)甲基所在的碳原子的位置為1號(hào),選取最小位次號(hào)給另一個(gè)基編號(hào)。
苯的同系物---以甲苯為例
(2)碳原子的雜化方式:
(5)最多幾個(gè)原子共面:
σ鍵;6個(gè)碳原子形成1個(gè)大π鍵
例1.下列有關(guān)甲苯的實(shí)驗(yàn)事實(shí)中,與苯環(huán)上的甲基有關(guān)的是(  )。①甲苯與濃硫酸和濃硝酸的混合物反應(yīng)生成鄰硝基甲苯和對(duì)硝基甲苯②甲苯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,而苯不能③甲苯燃燒產(chǎn)生帶濃煙的火焰④1 ml甲苯與3 ml H2發(fā)生加成反應(yīng)A.①③B.②④C.①②D.③④
根據(jù)表2-2推斷苯的同系物的物理性質(zhì)---課本P46
苯的同系物一般具有類似苯的氣味的無(wú)色液體,不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,密度比水小,本身也是良好的有機(jī)溶劑。
(2)同分異構(gòu)體:對(duì)稱性越好,熔沸點(diǎn)越低。
(1)隨碳原子數(shù)增多,熔沸點(diǎn)、密度依次增大;苯環(huán)上的支鏈越多,溶沸點(diǎn)越低 。
【實(shí)驗(yàn)2-2】---課本P46
溴水的密度大于苯、甲苯
均分層,上層為橙紅色,下層為無(wú)色
苯、甲苯不與溴水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),但能萃取溴單質(zhì)
苯未使酸性KMnO4溶液褪色,甲苯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
酸性KMnO4溶液沉到試管底部
酸性KMnO4溶液的密度大于苯與甲苯
苯與酸性KMnO4溶液不反應(yīng),甲苯被酸性高錳酸鉀氧化
苯的同系物與苯都含有苯環(huán),因此能在一定條件下發(fā)生溴代、硝化和催化加氫反應(yīng)。但由于苯環(huán)與烷基的相互作用,苯的同系物的化學(xué)性質(zhì)與苯又有所不同。
(2)能發(fā)生苯環(huán)上取代反應(yīng)
不同點(diǎn):甲苯是由苯環(huán)和一個(gè)甲基相連
預(yù)測(cè)—苯的同系物和苯的化學(xué)性質(zhì)應(yīng)相似
苯的同系物大多數(shù)能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色
苯的同系物與酸性KMnO4溶液反應(yīng)后溶液顏色的變化情況并總結(jié)規(guī)律?
苯的同系物能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色的條件:
(1)烷基上與苯環(huán)直接相連的碳上連有氫原子的才能被氧化;(2)烷基均被氧化為-COOH
【注意】苯環(huán)使甲基的活性增強(qiáng),易被氧化。
根據(jù)所學(xué)內(nèi)容,判斷下列反應(yīng)的生成物是什么?
甲苯分子中含有苯環(huán)和甲基,因此其化學(xué)性質(zhì)與苯和甲烷有相似之處。同時(shí),由于甲基與苯環(huán)之間存在相互作用,甲基使苯環(huán)上與甲基處于鄰、對(duì)位的氫原子活化而易被取代,而苯環(huán)也使甲基活化,因此甲苯的化學(xué)性質(zhì)又有不同于苯和甲烷之處。
【思考與討論】---課本P47
結(jié)構(gòu)相似,分子組成相差CH2,互為同系物
無(wú)色液體、比水輕、不溶于水
(1)在光照條件下,甲苯與氯氣能發(fā)生類似甲烷與氯氣的取代反應(yīng),請(qǐng)寫出可能的有機(jī)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。分離提純這些有機(jī)化合物的方法是什么?
(2)在FeBr3催化下,甲苯與液溴發(fā)生取代反應(yīng)可以生成一溴代甲苯,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的主要有機(jī)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,并從化學(xué)鍵和官能團(tuán)的角度分析反應(yīng)中有機(jī)化合物的變化。
甲基的存在活化了苯環(huán)上處于甲基鄰位和對(duì)位的氫原子,使相應(yīng)的C- H更容易斷裂,發(fā)生取代反應(yīng)。
甲苯使溴水褪色,是因萃取使水層顏色變淺。
2.取代反應(yīng)---比較下列兩個(gè)反應(yīng),指出反應(yīng)的條件是什么?
規(guī)律:(1)光照條件下,苯的同系物取代反應(yīng)發(fā)生在烷基側(cè)鏈上;(2)鹵化鐵做催化劑,苯的同系物取代反應(yīng)發(fā)生在苯環(huán)上的鄰位、對(duì)位上。
特點(diǎn):產(chǎn)物以鄰、對(duì)位為主
其他鹵素單質(zhì)(X2)也能發(fā)生類似的取代反應(yīng)
二、化學(xué)性質(zhì)---定位效應(yīng)
鄰對(duì)位定位基——甲基(給電子基)有利于苯環(huán)上鄰對(duì)位發(fā)生取代反應(yīng)
間位定位基——硝基(吸電子基)有利于苯環(huán)上間位發(fā)生取代反應(yīng)
給電子基:-R,-OH,-OR,-NH2,-NHCOR
吸電子基:-COOH,-COOR,-NO2,-HSO3,-CHO,-CO-R
甲基對(duì)苯環(huán)的影響使取代反應(yīng)更易進(jìn)行。
2,4,6-三硝基甲苯(TNT)
2,4,6-三硝基甲苯又叫梯恩梯(TNT),是一種淡黃色晶體,不溶于水。它是一種烈性炸藥,廣泛用于國(guó)防、采礦、筑路、水利建設(shè)等。
(4)對(duì)比苯與甲苯的結(jié)構(gòu)以及二者發(fā)生硝化反應(yīng)的產(chǎn)物,你能得出什么結(jié)論?
結(jié)論:從取代基團(tuán)影響苯環(huán)大π鍵的角度進(jìn)行分析:苯環(huán)中原本平均分布的電子云,在甲苯中的分布有了差異,使某些位置上的親電取代反應(yīng)變得容易。
甲基活化了苯環(huán),并使甲基鄰、對(duì)位上的H更容易被取代。
(3)在Pt作催化劑和加熱的條件下,甲苯與氫氣能發(fā)生類似苯與氫氣的加成反應(yīng),請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。
當(dāng)然芳香烴的有益的用途還很多,僅列舉此4點(diǎn)。
當(dāng)然芳香烴的有害的用途也有很多,僅列舉此3點(diǎn)。
例1.鑒別苯和苯的同系物的試劑或方法是(  )。A.液溴和鐵粉B.濃溴水C.酸性高錳酸鉀溶液D.在空氣中點(diǎn)燃
例2.在苯的同系物中加入少量酸性KMnO4溶液,振蕩后褪色。下列解釋正確的是(  )。A.苯的同系物分子中的碳原子數(shù)比苯分子中的碳原子數(shù)多B.苯環(huán)受側(cè)鏈影響易被氧化C.側(cè)鏈?zhǔn)鼙江h(huán)影響易被氧化D.由于苯環(huán)和側(cè)鏈的相互影響均易被氧化
A.是苯的同系物B.分子中最多8個(gè)碳原子共平面C.一氯代物有6種(不考慮立體異構(gòu))D.分子中含有4個(gè)碳碳雙鍵
例3.苯并降冰片烯是一種重要的藥物合成中間體,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖。關(guān)于該化合物,下列說(shuō)法正確的是(  )。
無(wú)色液體,比水輕,不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑

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第三節(jié) 芳香烴

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