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有机化学-授课教案:第四章 芳香烃
来源:泸州医学院 更新:2013/9/29 字体:

教案首页

第6次课 授课时间:2010年3月20日

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.med126.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.med126.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

 

 

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)―――――

1、总结苯的亲电取代反应

2、习题4-3、4-9、4-11

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。

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