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有机化学:萘环取代基位置表示方法

时间:2023-10-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:当萘环上只有一个取代基时,位次可用α,β表示,也可用1,2表示,如:当萘环上有两个或者两个以上的取代基时,则取代基的位置一定要用数字表示,按照萘环固定的编号,编号要符合最低系列原则,如:思考题3-7命名下列化合物。

有机化学:萘环取代基位置表示方法

1.萘的命名

萘由两个苯环稠合而成,分子中十个碳原子不完全相同,因此命名时有固定编号。环上连有取代基,都需要注明取代基的位次,如下:

其中1、4、5、8位是等同的,称为α-位;2、3、6、7位是等同的,称为β-位。

当萘环上只有一个取代基时,位次可用α,β表示,也可用1,2表示,如:

当萘环上有两个或者两个以上的取代基时,则取代基的位置一定要用数字表示,按照萘环固定的编号,编号要符合最低系列原则,如:

思考题3-7 命名下列化合物。

2.萘的结构

萘是由两个苯环公用两个相邻的碳原子稠和而成,结构和苯类似,也是一个平面型分子,所有的碳原子都是sp2杂化,每个碳原子都以sp2杂化轨道和相邻的两个碳原子形成C—Cσ键和氢原子形成一个C—Hσ键,每个碳原子上还有一个未参与杂化的p轨道,这些p轨道都垂直于环所在平面,相互平行,侧面相互重叠,形成一个环状的闭合的大π键。与苯环不同的是,萘分子中各个p轨道的重叠程度不是完全相同的,两个环共用的两个碳原子的p轨道除了彼此重叠之外,并分别与1、8及4、5碳原子的p轨道重叠,因此,萘分子中的π电子云不是均匀分布在十个碳原子上,即电子云没有完全平均化,其中α-位的电子云密度较高,分子中各个C—C键键长不完全相等。

3.萘的性质

萘是无色片状结晶,熔点80℃,沸点218℃,易升华,不溶于水,易溶于热的乙醇乙醚。有特殊的气味,是重要的化工原料,在染料合成中应用很广,也常用作防蛀剂,市售卫生球就是用萘压制成的。(www.xing528.com)

萘的结构与苯相似,也能发生亲电取代反应,但由于萘环的α-位的电子云密度较β-位高,故亲电取代反应主要发生在α-位。萘的芳香性不如苯,但萘比苯活泼,其亲电取代、加成及氧化反应都比苯更容易发生。

(1)亲电取代反应 萘和苯类似,可以发生卤代、硝化、磺化等亲电取代反应,但反应条件比苯要温和一些,同时一元取代主要发生在α-位。

(2)氧化反应 萘比苯易氧化,不同的氧化条件,可以得到不同的产物。萘的蒸气在五氧化二钒催化下,可被完全氧化生成邻苯二甲酸酐;萘在三氧化铬/醋酸作用下,可被氧化生成1,4-萘醌。

(3)加成反应 萘比苯容易发生加成反应,在不同的条件下可以发生部分加氢或全部加氢。醇和钠可以将萘还原成1,4-二氢萘或者四氢化萘。

四氢化萘若要进一步加氢,条件就和苯环的加氢一样了。

4.萘的亲电取代反应的定位规律

当萘环上连有一邻、对位定位基时,使萘环活化,取代反应主要发生在同环上。若定位基在1位,取代基主要进入4位;若定位基在2位,取代基主要进入1位。当萘环上有间位定位基时,使萘环钝化,无论定位基在1位还是2位,取代基都进入主要异环的5位和8位,即异环的α位。例如:

思考题3-8 完成下列反应:

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