当前课程知识点：有机化学（上） > 第四章 芳香烃 > 4.5 稠环芳烃（萘） > 稠环芳烃（萘）
同学们好
本次课我们来学习稠环芳烃 萘
萘是从煤焦油中提取的
纯净的萘是白色片状晶体
熔点80.5℃
沸点218℃
能挥发
萘有相当大的蒸气压
在室温下可升华
不溶于水
易溶于乙醇
乙醚和苯等有机溶剂
是重要的化工原料
也是常用的防蛀剂
过去曾用于制作卫生球
研究发现
萘可能有致癌作用
现使用樟脑取代萘制造卫生球
萘在工业上主要用于合成染料
农药等
我们来看萘的结构
萘的分子式为C₁₀H₈
是由两个苯环共用两个相邻的碳原子稠合而成
两个苯环处于同一平面上
萘分子中每个碳原子均以sp²杂化轨道
与相邻的碳原子形成碳碳σ键
每个碳原子上的p轨道互相平行
侧面重叠形成一个闭合共轭大π键
因此同苯一样具有芳香性
X-射线分析表明萘与苯相似
也具有平面结构
其碳碳键长既不同于典型的单键和双键
也不同于苯分子中的碳碳键
既有平均化趋势
但又不完全相等
但萘和苯的结构不完全相同
萘分子中的两个共用碳上的p轨道
除了彼此重叠外
还分别与相邻另外两个碳上的p轨道重叠
因此闭合大π键电子云
在萘环上不是均匀分布的
导致碳碳键长不完全等同
所以萘的芳香性比苯差
萘的芳香性不如苯
还可以通过离域能数据看出
苯的离域能约为152kJ/mol
如果萘的芳香性和苯一样
萘的离域能应为苯的离域能的2倍
而事实上萘的离域能仅是250kJ/mol
由于萘环上各碳原子上的位置
并不完全等同
因此萘的衍生物命名时
无论萘环上有几个取代基
取代基的位置都要标明
萘环的编号方法如图所示
其中 1 4 5 8位置相同
称做α-位
2 3 6 7位置相同
称做β-位
萘若发生亲电取代反应
是进入α-位还是β-位呢
我们从共振的概念来看
亲电试剂进攻α-位和β-位
将形成两种不同的共振结构的中间体
在这两种情况中
虽然正电荷都分配在五个不同的位置
但这些碳正离子的能量是不同的
在进攻α-位所形成的碳正离子中
前两个
极限结构仍保留一个完整的苯环
能量较低
比其余的这三个极限结构稳定
对共振杂化体的贡献最大
进攻β-位形成的碳正离子中呢
仅第一个
极限结构具有完整的苯环
因此进攻β-位比进攻α-位所得到的中间体
的共振杂化体具有较高的能量
反应的活化能较大
反应速率较慢
所以亲电取代反应一般发生在α位
我们再来看萘的化学性质
有取代 氧化和加成反应
萘用混酸进行硝化
主要生成α-硝基萘
α-硝基萘是合成染料和农药的中间体
α-硝基萘是黄色针状晶体
熔点为61 ℃
不溶于水
易溶于有机溶剂
将α-硝基萘还原便得到α-萘胺
它是一种碱性物质
是合成偶氮染料的中间体
我们再看看磺化
萘在较低温度下磺化
主要生成α-萘磺酸
那么在较高温度时磺化呢
主要生成β-萘磺酸
因磺化反应是可逆的
温度升高使最初生成的α-萘磺酸
转化为对热更为稳定的β-萘磺酸
我们再看看它发生的傅-克反应
就付列德尔-克拉夫茨反应
先看烷基化
萘在三氯化铁或铁粉和溴化钾的作用下
在氯乙酸反应就生成了α-萘乙酸
酰基化
在萘的Friedel-Crafts酰基化反应中
常生成α-和β-酰化产物的混合物
在非极性溶剂中
如二硫化碳中产物主要以α-异构体为主
如用硝基甲烷为溶剂
主要生成β-酰化产物
一元取代萘进行亲电取代时
萘环上的亲电取代反应的定位规律
是怎样呢
萘环上有一供电子的定位基时
主要发生的是同环取代
即取代发生在定位基所在的苯环上
当萘环上有一吸电子的定位基时
主要发生的是异环取代
那么取代基主要进入异环的两个α-位
若活化环的定位基位于α-位时
取代基主要进入同环的另一个α-位
若定位基位于β-位时
那么取代基则主要进入
定位基相邻的α-位
当环上有一个间位基时
由于间位基的致钝作用
第二个取代基主要进入异环的5位或8位
萘环的二元取代反应比苯环要复杂得多
那么上述规则只是一般情况
有些反应并不遵循上述规则
如2-取代萘的磺化
和Friedel-Crafts反应
就发生在了异环而不是发生在同环
我们再看氧化反应
萘比苯容易被氧化
在不同的条件下
可分别被氧化生成
邻苯二甲酸酐和1,4-萘醌
邻苯二甲酸酐是重要的化工原料
用于合成树脂
增塑剂和染料等
当萘的衍生物氧化时
所得产物取决于环上取代基的性质
例如α-硝基萘和α-萘胺进行氧化时
官能团活化的环优先被氧化
一般来说
萘氧化的环为苯的衍生物
仍保留一个苯环
表明苯比萘稳定
我们再来看看加成反应
萘的芳香性比苯差
它比苯容易发生加成反应
用金属钠与醇作用产生的新生态的氢
就可使萘部分还原成四氢化萘
而苯不能
用催化加氢的方法可使萘
进一步还原成十氢化萘
那么其它稠环芳烃如蒽和菲
请同学们自学
这里就不再介绍了
那么下节课我们学习非苯芳烃
-1.1 课程概要
--课程概要
--课程概要
--课程概要
-1.2 结构理论
--结构理论
--结构理论
--结构理论
-1.3 反应历程
--反应历程
--反应历程
--反应历程
-1.4 电子效应
--电子效应
--电子效应
--电子效应
-1.5 酸碱理论
--酸碱理论
--酸碱理论
--酸碱理论
-2.1.1 烷烃的命名
--烷烃的命名
--烷烃的命名
--烷烃的命名
-2.1.2 烷烃的结构和构象
--烷烃的结构和构象
--烷烃的结构和命构象
--烷烃的结构和构象
-2.1.3 烷烃的性质
--烷烃的性质
--烷烃的性质
--烷烃的性质
-2.1.4 烷烃的卤代反应历程
--烷烃卤代反应历程
--烷烃卤代反应历程
--烷烃卤代反应历程
-2.2.1 环烷烃分类和命名
--环烷烃的分类和命名
--环烷烃分类命名
-2.2.2 环烷烃的性质
--环烷烃的性质
--环烷烃的性质
--环烷烃的性质
-2.2.3 环烷烃的结构及构象
--环烷烃的结构和构象
--环烷烃的构象
-饱和烃
-3.1.1 烯烃的结构
--烯烃的结构
--烯烃的结构
--烯烃的结构
-3.1.2 烯烃的命名
--烯烃的命名
--烯烃的命名
--烯烃的命名
-3.1.3.1烯烃的性质（一）
--烯烃的性质（一）
--烯烃的性质（一）
--烯烃的性质（一）
-3.1.3.2烯烃的性质（二）
--烯烃的性质（二）
--烯烃的性质（二）
--烯烃的性质（二）
-3.1.3.3 烯烃的性质（三）
--烯烃的性质（三）
--烯烃的性质（三）
--烯烃的性质（三）
-3.1.3.4 烯烃的性质（四）
--烯烃的性质（四）
--烯烃的性质（四）
--烯烃的性质（四）
-3.1.3.5 烯烃的性质（五）
--烯烃的性质（五）
--烯烃的性质（五）
--烯烃的性质（五）
-3.1.4 烯烃的制法
--烯烃的制法
--烯烃的制法
--烯烃的制法
-3.2.1-3.2.2 炔烃的结构命名和物理性质
--炔烃的结构命名和物理性质
--炔烃的结构命名
-3.2.3 .1 炔烃的化学性质（一）
--炔烃的化学性质（一）
--炔烃的性质（一）
-3.2.3.2 炔烃的化学性质（二）
--炔烃的化学性质（二）
--炔烃的性质（二）
-3.3.1 二烯烃的分类和命名
--二烯烃的命名
-3.3.2 1，3-丁二烯的结构
--1,3-丁二烯的结构
-3.3.3 共轭二烯烃的性质
--共轭二烯烃的性质
--共轭二烯烃的性质
--二烯烃的性质
-3.3.4共振论
--共振论
--共振论
--共振论
-不饱和烃
-4.1芳烃的分类和命名
--芳烃的分类和命名
--芳烃的分类和命名
--芳烃分类命名
-4.2 苯的结构
--苯的结构
--苯的结构
--苯的结构
-4.3.1 单环芳烃的化学性质（一）
--单环芳烃的化学性质（一）
-4.3.2 单环芳烃的化学性质（二）
--单环芳烃的化学性质（二）
-4.4.1亲电取代定位规律（一）
--亲电取代定位规律（一）
-4.4.2 亲电取代定位规律（二）
--亲电取代定位规律（二）
--定位规律2
-4.5 稠环芳烃（萘）
--稠环芳烃（萘）
--稠环芳烃（萘）
--萘
-4.6 非苯芳烃
--非苯芳烃
--非苯芳烃
--非苯芳烃
-芳香烃
-5.1 同分异构现象
--5.1 同分异构现象
-5.2 分子手性和对称因素
--分子手性和对称因素
-5.3 对映体与旋光性
--对映体与旋光性
-5.4 构型的表示和标记方法
--构型的表示和标记方法
-5.5 含手性碳化合物的立体异构
--含手性碳化合物的立体异构
-5.6 不含手性碳化合物的立体异构
--不含手性碳化合物的立体异构
-5.7 反应的立体化学
--反应的立体化学
-立体化学
-6.1 卤代烃的命名和制备方法
--卤代烃的命名和制备方法
-6.2 卤代烃的化学性质
--卤代烃的化学性质
-6.3 单分子亲核取代反应
--单分子亲核取代反应
-6.4 双分子亲核取代反应
--双分子亲核取代反应
-6.5 消除反应
--6.5 消除反应
--消除反应
-6.6 卤代烯烃和芳烃
--卤代烯烃和芳烃
-6.7 习题
--6.7 习题
--习题
-卤代烃
-有机化学（上）
