有機化學-授課教案:第四章 芳香烴

課程名稱

有機化學

年級

2009

專業(yè)、層次

醫(yī)學本科

授課教師

職稱

課型

理論大課

學時

2

授課題目（章、節(jié))

第四章 芳香烴（一)

基本教材及主要參考書

《有機化學》第七版 呂以仙主編  人民衛(wèi)生出版社

55頁- 60頁

參考書：基礎(chǔ)有機化學  邢其毅主編   化學工業(yè)出版社

目的與要求：掌握苯的結(jié)構(gòu)。

掌握苯的同系物的命名。

掌握苯及其同系物的化學性質(zhì)——親電取代反應(yīng)、側(cè)鏈氧化反應(yīng)。

   了解苯及其同系物的物理性質(zhì)。

教學內(nèi)容與時間安排、教學方法：

   1、苯的結(jié)構(gòu)。  15分鐘

   2、苯的同系物的命名。   20分鐘

   3、苯及其同系物的物理性質(zhì)。   5分鐘

   4、苯及其同系物的化學性質(zhì)。   35分鐘

   5、小結(jié)。   5分鐘

   教學方法：CAI  講授法、練習法。

教學重點及如何突出重點、難點及如何突破難點：

教學重點：苯的結(jié)構(gòu)。

苯的化學性質(zhì)—芳香性

教學難點m.gydjdsj.org.cn/yaoshi/：苯的結(jié)構(gòu)解釋。

苯的親電取代反應(yīng)。

教研室審閱意見：

  教研室主任簽名：

   年   月 日

基本內(nèi)容

教學手段

課堂設(shè)計和時間安排

第四章 芳香烴

芳香烴概述

芳香族化合物: 就是指苯及化學性質(zhì)類似于苯的化合物

芳香烴——具有芳香性的碳氫化合物，是芳香族化合物的母體。

芳香性——就是與不飽和脂肪烴不同的性質(zhì)(易取代、難氧化、  難加成)。

芳香烴分類：

§1  苯及其同系物

一、苯的結(jié)構(gòu)

（一)、苯的凱庫勒（Kekülé)結(jié)構(gòu)式

（1)分子中有三個雙鍵，不具有烯烴的性質(zhì)。

（2)苯的鄰位二元取代物應(yīng)有兩種異構(gòu)體，但實際上只一種。苯分子中不是由三個雙鍵組成，苯是比環(huán)己烯更穩(wěn)定的物質(zhì)。

（3)苯分子中有三個C = C和三個 C—C ,苯環(huán)就不是一個正六邊形。但實驗證明苯環(huán)是一個正六邊形，環(huán)中的碳碳鍵長完全相等。

但凱庫勒結(jié)構(gòu)式不能說明苯的全部特性，它的主要缺點有：

 (二)、苯分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代解釋

實驗測定的結(jié)構(gòu)特征

①　6個碳組成一個平面正六邊形，6個氫與6 個 碳都 共平面性。

②　所有鍵角都是120°。

③　碳碳鍵鍵長為0. 139nm。

軌道雜化理論解釋

①　苯分子中的6個碳均為sp2雜化。

②　三個雙鍵通過π－π共軛形成“閉合π大鍵”。

苯的結(jié)構(gòu)小結(jié)：

（1)苯是一個正六邊形的平面分子，鍵長、鍵角平均化；

（2)電子云分布在苯環(huán)的上方和下方；

（3)π電子高度離域，體系的能量降低，苯環(huán)很穩(wěn)定。

二、 苯的同系物的命名

1. 一烴基苯的命名

（1)烷基與苯相連時, 苯作母體，烷基作取代基，稱“某苯”。

（2)當苯與烯、炔相連時，苯作取代基，不飽和烴作母體。

 (3) 若烴基的碳鏈復雜或烴鏈上含有多個苯環(huán)時，一般把苯

   作取代基，烴作母體。

烷基和芳基的表示方法：

2. 多烴基苯的命名

(1)烷基相同

(2) 烷基不同.

   編號:小取代基為1-位,而且取代基位次之和應(yīng)最小.

   取代基在母體前的順序:按次序規(guī)則,優(yōu)先基團(大   基團)后列出.

三、苯及其同系物的物理性質(zhì)

四、苯及其同系物的化學性質(zhì)

苯環(huán)是一個穩(wěn)定的共軛體系，其化學性質(zhì)與不飽和烴有顯著的不同，具有特殊的“芳香性”。

芳香性：難加成；難氧化；易取代。

（一)、親電取代（electrophilic  substisution)

1. 鹵代反應(yīng)(halogenation)

鹵素的活性順序是：F2>Cl2>Br2>I2。

反應(yīng)歷程：

（1)  產(chǎn)生親電試劑：

（2)  親電試劑進攻苯環(huán)，形成芳香正碳離子中間體：

（3)  移去質(zhì)子生成芳香取代物：

2. 硝化反應(yīng)（nitration)

混酸——濃H2SO4與濃HNO3混合

濃硫酸既是催化劑，又是脫水劑。它先于硝酸作用生成親電試劑硝酰(基)正離子（NO2+)。

反應(yīng)歷程：

（1)  產(chǎn)生親電試劑：

（2)  親電試劑進攻苯環(huán)，形成芳香正碳離子中間體：

（3)  移去質(zhì)子生成芳香取代物：

3. 磺化反應(yīng)(sulfonation)

磺化反應(yīng)是可逆反應(yīng)，苯磺酸與過熱水蒸氣作用，可發(fā)生水解，得到苯。其作用有：增加芳香族化合物的水溶性。  有機合成中作為定位基團。

反應(yīng)歷程：

4. 烷基化反應(yīng)(alkylation)

此反應(yīng)稱Friedel-Craftes)反應(yīng)

。在Friedel-Craftes反應(yīng)中，當碳數(shù)較多時，易發(fā)生異構(gòu)化現(xiàn)象。

當芳環(huán)上連有硝基、磺酸基等吸電子基團時，不發(fā)生Friedel-Craftes反應(yīng)。

親電取代歷程小結(jié)

（1)  產(chǎn)生親電試劑：

（2)  親電試劑進攻苯環(huán)，形成芳香正碳離子中間體：

（3)  移去質(zhì)子生成芳香取代物：

（二)、苯環(huán)側(cè)鏈的反應(yīng)

1. 自由基的取代反應(yīng)

在較高溫度或光照下，烷基苯可與鹵素作用，發(fā)生側(cè)鏈上-氫原子被鹵素取代反應(yīng)。

具體歷程參見烷烴的鹵代反應(yīng)

2、氧化反應(yīng)

規(guī)律: 只要含有α-H, 不管側(cè)鏈有多復雜,都氧化成甲酸.

應(yīng)用：在苯環(huán)上引入羧基（-COOH)；可定性測得多元烴取代苯支鏈的位置。

講授

講授

模型

講授

練習

自學

講授

講授

講授

★－重點

☆－難點

醫(yī)學全.在線m.gydjdsj.org.cn2分鐘

13分鐘

★☆苯的環(huán)狀大π鍵的形成及特點。

1

20分鐘

★命名規(guī)則

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

問題4-1

5分鐘

強調(diào)有毒性

（第1節(jié)課完)―――

化學性質(zhì)35分鐘

★芳香性—易取代、難加成、難氧化。

★☆親電取代反應(yīng)機制—苯的親電取代反應(yīng)及其解釋。

自由基取代反應(yīng)機制

α-H對氧化的決定作用

小

結(jié)

1、苯的兩種結(jié)構(gòu)表示式。

2、芳香性—易取代、難加成、難氧化。

3、苯的親電取代機制—正離子中間體的形成。

   5分鐘

（第2節(jié)課完)―――――

復

習

思

考

題

、

作

業(yè)

題

1、總結(jié)苯的親電取代反應(yīng)

2、習題4-3、4-9、4-11

下

次

課

預

習

要

點

1、苯環(huán)親電取代的定位效應(yīng)

2、稠環(huán)芳烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

3、Hukel規(guī)則。

實

施

情

況

及

分

析