第六章单环芳烃苯的结构苯的分子式为c6h6,碳氢数目比为1:1,应(编辑修改稿)内容摘要:

苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物共热,苯环上的氢原子被硝基( — NO2)取代生成硝基苯。 + HNO 3 H 2 SO 4浓50 ~ 60 C。 NO 2 + H 2 O 硝基苯 硝基苯为浅黄色油 状液体,有苦杏仁味,其蒸气有毒。 在硝化反应中,浓硫酸不仅是脱水剂,而且它与硝酸作用产生硝基正离子( NO2+)。 硝基正离子是一个亲电试剂,进攻苯环发生亲电取代反应。 硝化反应历程如下: ① ② ③ ( 3)磺化反应 苯与 98%的浓硫酸共热,或与发烟硫酸在室温下作用,苯环上的氢原子被磺酸基( — SO3H)取代生成苯磺酸。 苯磺酸 苯磺酸是一种强酸,易溶于水难溶于有机溶剂。 有机化合物分子中引入磺酸基后可增加其水溶性,此性质在合成染料、药物或洗涤剂时经常应用。 磺化反应是可逆反应,苯磺酸通过热的水蒸汽,可以水解脱去磺酸基。 磺化反应历程一般认为是由三氧化硫中带部分正电荷的硫原子进攻苯环而发生的亲电取代反应。 反应历程如下: ① ② ③ ④ ( 4)傅瑞德尔 克拉夫茨( FriedelCrafts)反应(简称傅氏反应) 在无水三氯化铝催化 下,苯环上的氢原子被烷基或酰基( )取代的反应,叫做傅氏反应。 傅氏反应包括烷基化和酰基化反应。 傅氏烷基化反应中,常用的烷基化试剂为卤代烷,有时也用醇、烯等。 常用的催化剂是无水三氯化铝,此外有时还用三氯化铁、三氟化硼等。 ++ H S O 4+H 3 O+NO 2H O N O 2 H 2 SO 42 2+H 2 O+SO 3 H+H 3 OSO 3 + OCR+ H 2 S O 4 S O 3 H + H 2 O慢+ NO 2+ HNO 2+ + +NO 2H NO +快H S O 4 2 H 2 SO 4 2 + ++SO 3H S O 4+H 3 O H 2 SO 4 SO 3 SO3H+ 慢 + +H 快H S O 4 H 2 SO 4SO3 SO 3 + H C l+CH 2 CH 3。 C25~0无水 A l C l 3CH 3 CH 2 Cl+ 傅氏烷基化反应的历程,是无水三氯化铝等路易斯酸与卤代烷作用生成烷基正离子,然后烷基正离子作为亲电试剂进攻苯环发生亲电取代反应。 R H C lA l C l 3+R[ A lC l 4 ]+RH[ A l C l 4 ]+RA l C l 3+Cl_R++++ 三个碳以上的卤代烷进行烷基化反应时,常 伴有异构化(重排)现象发生: 异丙苯 正丙苯 这是由于生成的一级烷基正碳离子易重排成更稳定的二级烷基正碳离子。 因此,发生取代反应时,异构化产物多于非异构化产物。 更高级的卤代烷在苯环上进行烷基化反应时,将会存在更为复杂的异构化现象。 傅氏烷基化反应通常难以停留在一元取代阶段。 要想得到一元烷基苯,必须使用过量的芳烃。 傅氏酰基化反应常用的酰基化试剂为酰氯或酸酐。 无水 H C l+A lC l 3ClOCCH 3+OCH 3C 苯乙酮 CH 3 C O O H+OCH 3CA l C l 3OOCCH 3OCCH 3+ 无水 傅氏酰基化反应的历程: C CH 3OOC CH 3CH 3 CO+CH 3 CO++A l C l3 H C l+快[ A l C l 4 ]+H③CH 3CH②①慢+[ A l C l 4 ]+A l C l 3+C ClOCH 3O++ C H ( C H 3 ) 2 CH 2 CH 2 CH 3 )+A l C l 3无水 +CH3 CH 2 CH 2 Cl65 69( )%~ 31 35~( % ? 酰基化反应不发生异构化,也不会发生多元取代。 当苯环上连有强吸电子基如硝基、羰基时,苯环上的电子云密度大大降低,不发生酰基化反应。 加成反应 苯环虽然比较稳定,但在特定条件下,如催化剂、高温、高压、或光照,也可发生某些加成反应,如加氢、加卤素等,表现出一定的不饱和性。 但苯环的加成不会停留在环己二烯或环己烯的阶段,说明苯比环己二烯和环己烯都稳定。 环己烷。
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