第四章 环 烃 教学内容 Ⅰ 脂环烃 一、脂环烃的分类和命名 二、环烷的结构 三、环已烷及其衍生物的构象 四 、脂环烃的性质 Ⅱ 芳香烃 一、单环芳烃 （一）芳香烃的分类及命名 （二）苯的结构 （三）化学性质 （四）亲电取代反应历程 （五）苯环上取代基的定位规律 （六）定位规律与电子效应 二、稠环芳烃 （一）萘 （二）蒽和菲 （三）致癌烃 （四）石墨与C60 Ⅲ 煤焦油和石油

学习要求 1、理解脂环烃、芳香烃的分类、命名和结构； 2、掌握环己烷及其衍生物构象稳定性的判断（重点）； 第四章 环烃 学习要求 1、理解脂环烃、芳香烃的分类、命名和结构； 2、掌握环己烷及其衍生物构象稳定性的判断（重点）； 3、掌握脂环烃、芳香烃的化学性质（重点） ； 4、理解亲电取代反应的历程； 5、掌握苯环上取代基的定位规律（重点） ，理解定位规律与电子效应的关系； 6、了解萘的性质； 7、了解有关煤焦油和石油的知识。

作业：习题 7(a/b/d/e/j)、8、12、15、16。 第四章 环烃 【带着问题去学习】（如何学？） 1、环己烷的典型构象有哪些？如何判断取代环己烷的稳定性？ 2、脂环烃、芳烃及萘有哪些化学性质？苯环上的卤代和苯环侧链的卤代有何区别？ 3、芳烃亲电取代反应的历程如何？ 4、为什么烷基化反应有异构现象？ 5、什么定位效应？如何解释定位基的定位效应？ 6、什么是诱导效应？其特点如何？ 7、什么是共轭体系、共轭效应？其特点如何？ 作业：习题 7(a/b/d/e/j)、8、12、15、16。

Ⅰ 脂环烃 一、脂环烃的分类和命名 1、分类

Ⅰ 脂环烃 2、命名

Ⅰ 脂环烃 二、环烷烃的结构 1、环丙烷的结构

Ⅰ 脂环烃 三、环己烷及其衍生物的构象（重点） 1、椅式和船式 丁烷的邻位交叉构象 椅式 丁烷的全重叠构象 船式

Ⅰ 脂环烃 2、直立键(a键)和平伏键(e键) 3、一取代环己烷的构象 5% 95%

Ⅰ 脂环烃 4、二取代环己烷的构象

Ⅰ 脂环烃 四、脂环烃的性质 1、催化氢化 2、与溴的作用（重点）

Ⅱ 芳香烃 一、单环芳烃 （一）芳香烃的分类及命名 1、单环芳烃 甲苯 乙烯苯 乙炔苯 异丙苯 m-甲乙苯 o -甲乙苯 p-甲乙苯 Ⅱ 芳香烃 一、单环芳烃 （一）芳香烃的分类及命名 甲苯 乙烯苯 乙炔苯 1、单环芳烃 异丙苯 m-甲乙苯 o -甲乙苯 p-甲乙苯 连三甲苯 均三甲苯 偏三甲苯

Ⅱ 芳香烃 2、多环芳烃

Ⅱ 芳香烃 （二）苯的结构 杂化理论认为：碳为sp2杂化、碳原子在同一平面，每个碳余下一个2p轨道组成一个“环闭的共轭体系”即闭合的大л键，电子密度完全平均化，键长完全平均化。

Ⅱ 芳香烃 （三）化学性质 1、取代反应（重点） （1）卤代 新引入的基团主要进入甲基的邻、对位，甲基是邻、对位定位基，是活化基。

注意：硝基、磺酸基都使新引入的基团主要进入间位，它们是间位定位基，是钝化基。 Ⅱ 芳香烃 （2）硝化 （3）磺化 注意：硝基、磺酸基都使新引入的基团主要进入间位，它们是间位定位基，是钝化基。

（4）傅氏（Friedl-Crafts）反应 Ⅱ 芳香烃 （4）傅氏（Friedl-Crafts）反应 注意：苯环上连有强吸电子基硝基、酰基等，则不发生傅氏反应。

六六六是过去大量使用的一种杀虫剂，但相当稳定，不易降解，长期使用造成环境污染。 Ⅱ 芳香烃 2、加成反应 六六六是过去大量使用的一种杀虫剂，但相当稳定，不易降解，长期使用造成环境污染。

Ⅱ 芳香烃 3、氧化反应（重点） 注意：苯环上的侧链无论有多少碳原子，只要与苯环相连的碳原子上含有氢原子，都氧化为苯甲酸，但与苯环相连的碳原子上不含氢原子时，不发生氧化。

Ⅱ 芳香烃 4、烷基侧链的卤代（重点） 注意：条件不同，取代的位置不同。

（四）亲电取代反应历程 1、作用试剂在催化剂作用下离解出亲电的正离子。 2、亲电试剂进攻苯环，和苯环上的л电子形成碳正离子中间体。 Ⅱ 芳香烃 （四）亲电取代反应历程 1、作用试剂在催化剂作用下离解出亲电的正离子。 2、亲电试剂进攻苯环，和苯环上的л电子形成碳正离子中间体。 3、б-络合物不稳定，很容易失去一个质子，恢复苯环的稳定结构，生成取代产物。

1、第一类邻、对位定位基：使苯环活化，新引入的基团进入该类定位基的邻、对位，反应速度比苯快，但卤素是致钝的。 Ⅱ 芳香烃 （五）苯环上取代基的定位规律 1、第一类邻、对位定位基：使苯环活化，新引入的基团进入该类定位基的邻、对位，反应速度比苯快，但卤素是致钝的。

2、第二类间位定位基：使苯环钝化，新引入的基团进入该类定位基的间位，反应速度比苯慢。 Ⅱ 芳香烃 2、第二类间位定位基：使苯环钝化，新引入的基团进入该类定位基的间位，反应速度比苯慢。

3、定位规律的应用（重点） （1）定位基引导的是主要产物。 Ⅱ 芳香烃 3、定位规律的应用（重点） （1）定位基引导的是主要产物。 （2）第三个取代基进入苯环的位置受环上原有的两个基团的共同影响。当原有的两个取代基不是同一类时，由邻、对位定位基支配；若是同一类时，受强的定位基的支配。

（六）定位规律与电子效应 1、诱导效应（重点） Ⅱ 芳香烃 （六）定位规律与电子效应 1、诱导效应（重点） 在有机化合物中，由于电负性不同的原子或取代基团的影响，使整个分子中成键电子云按取代基的电负性所决定的方向而偏移的效应。

Ⅱ 芳香烃 2、共轭效应（重点） 共轭效应：是指在共轭体系中原子间的一种相互影响，这种影响，造成分子更稳定，内能更小，键长趋于平均化，并引起物质性质的一系列变化。产生的条件是：具有共平面性，具有的p轨道互相平行。

Ⅱ 芳香烃 注意：诱导效应和共轭效应往往同时存在

结论：甲基、氨基、氯是邻、对位定位基；硝基是间位定位基。 Ⅱ 芳香烃 3、定位规律的解释 考察苯及取代苯的有效电荷情况： 结论：甲基、氨基、氯是邻、对位定位基；硝基是间位定位基。

Ⅱ 芳香烃 （1）甲基 （2）硝基

Ⅱ 芳香烃 二、稠环芳烃 （一）萘 α β 1、取代反应

Ⅱ 芳香烃

Ⅱ 芳香烃 2、加氢 3、氧化

Ⅱ 芳香烃 （二）蒽和菲 1、蒽和菲的结构 蒽 菲

Ⅱ 芳香烃 2、蒽 和菲的反应

Ⅱ 芳香烃 （三）致癌烃 芳香族化合物中稠环烃特别多，其中有很多是致癌烃，这些烃进入人体后，经过某些生物过程与体内的DNA结合能引起基因及细胞变异，导致癌症的形成。

Ⅱ 芳香烃 （四）石墨和C60 石墨是由一层层无数的苯环并联而成的碳的同素异形体的一种，碳原子数目是不定的。 C60(富勒烯)是1985年制得的另一种碳的同素异形体，由60个碳原子组成的类似足球状的空心对称分子，碳碳之间以sp2杂化轨道相结合，在球形的表面有一层离域的π电子云。

将C60导入高分子体系，可获得具有优异电、光等特性的新型功能高分子材料； Ⅱ 芳香烃 富勒烯奇特的结构引起了许多有机合成化学家的关注，如在C60分子球腔中嵌入碱金属，得到的C60K3，C60Rb3和C60Ti2Rb等，是一类极具研究价值的新型有机超导材料； 在C60的甲苯溶液中加入过量的强供电子有机物四（二甲胺基）乙烯（TDAE）进行还原反应，可获得C60（TDAE）n的黑色微晶沉淀，具有磁性，可开发为一类不含金属的软铁磁性材料； 将C60导入高分子体系，可获得具有优异电、光等特性的新型功能高分子材料； 富勒烯氢化物：C60 H 2、C60H4、C60H6、 C60H18, C60H36、C60H60等，作为储氢材料有着非常广泛的应用前景。

Ⅲ 煤焦油和石油 将煤放在密闭的炼焦炉内，隔绝空气加热到1000-13000C，使煤分解，可以得到焦炭、煤气、氨水和煤焦油。煤焦油主要是由芳香族化合物和某些含硫或含氮的杂环化合物组成，经分馏可得苯、甲苯、二甲苯、苯酚、甲苯酚、萘、蒽、菲以及吡啶、喹啉等化合物。 石油主要是含1—40个碳原子烷烃的混合物，经加工可得各种燃料和化工产品。