芳香烴的作用
芳香烴的定義
簡介
芳香族化合物在歷史上指的是壹類從植物膠裏取得的具有芳香氣味的物質，但目前已知的芳香族化合芳香烴
物中，大多數是沒有香味的。因此，芳香這個詞已經失去了原有的意義，只是由於習慣而沿用至今。[1]? 芳香族化合物是符合休克爾規則的碳環化合物及其衍生物的總稱。它們的分子中都具有閉合環狀的***軛體系；∏電子滿足4n+2,且高度離域;鍵長平均化.因此,該類化合物雖然具有高度不飽和的情況,但性質卻是比較穩定的,比如容易發生取代，而難加成和氧化。本部分重點掌握芳烴的結構、命名、化學性質、定位效應以及應用於有機合成。[2]?
命名
兩種情況：壹是單環芳烴的命名，通常以苯環作母體，烷基作取代基。二是結構比較復雜的芳烴，通常以烴基為母體，苯環作取代基。例如：1，2-二甲苯；2-甲基-3-苯基戊烷；二苯甲烷等。 對於多官能團化合物的命名，註意判斷官能團的優先次序。排在前面的優先為母體。 壹般為：正離子、COOH、SO3H、COOR、COCl、CONH2、CN、CHO、CO、OH、SH、NH2、炔、烯、醚、X、NO2等。[2]?
結構
苯分子的結構特點： 1、6個C都是sp2雜化 2、所有原子***平面 3、分子中有閉合環狀的***軛體系，鍵長平均化 4、穩定性高[2]?
芳香烴的來源
芳香烴主要來源於煤、焦油和石油。芳香烴不溶於水，溶於有機溶劑。芳香烴壹般比水輕；沸點隨芳香烴
分子量的增加而升高。芳香烴易起取代反應，在壹定條件下也能起加成反應。如苯跟氯氣在鐵催化劑條件下生成氯苯和氯化氫，在光照下則發生加成反應生成六氯化苯(C6H6Cl6)。芳香烴主要用於制藥、染料等工業。
性質介紹
親電取代反應
主要包含五個方面：鹵代：與鹵素及鐵粉或相應的三鹵化鐵存在的條件下，可以發生苯環上的H被取代的反 多環芳香烴
應。鹵素的反應活性為：F>Cl>Br>I不同的苯的衍生物發生的活性是：烷基苯>苯>苯環上有吸電子基的衍生物。 烷基苯發生鹵代的時候，如果是上述催化劑，可發生苯環上H取代的反應；如在光照條件下，可發生側鏈上的H被取代的反應。 應用：鑒別。（溴水或溴的四氯化碳溶液）如：鑒別：苯、己烷、苯乙烯。（答案：step1：溴水；step2：溴水、Fe粉）。 硝化：與濃硫酸及濃硝酸（混酸）存在的條件下，在水浴溫度為55攝氏度至60攝氏度範圍內，可向苯環上引入硝基，生成硝基苯。不同化合物發生硝化的速度同上。 磺化：與濃硫酸發生的反應，可向苯環引入磺酸基。該反應是個可逆的反應。在酸性水溶液中，磺酸基可脫離，故可用於基團的保護。烷基苯的磺化產物隨溫度變化：高溫時主要得到對位的產物，低溫時主要得 芳香烴——化學反應
到鄰位的產物。F-C烷基化：條件是無水AlX3等Lewis酸存在的情況下，苯及衍生物可與RX、烯烴、醇發生烷基化反應，向苯環中引入烷基。這是個可逆反應，常生成多元取代物，並且在反應的過程中會發生C正離子的重排，常常得不到需要的產物。該反應當苯環上連接有吸電子基團時不能進行。如：由苯合成甲苯、乙苯、異丙苯。 F-C酰基化：條件同上。苯及衍生物可與RCOX、酸酐等發生反應，將RCO-基團引入苯環上。此反應不會重排，但苯環上連接有吸電子基團時也不能發生。如：苯合成正丙苯、苯乙酮。 親電取代反應活性小結：連接給電子基的苯取代物反應速度大於苯，且連接的給電子基越多，活性越大；相反，連接吸電子基的苯取代物反應速度小於苯，且連接的吸電子基越多，活性越小。[2]?
加成反應
與H2：在催化劑Pt、Pd、Ni等存在條件下，可與氫氣發生加成反應，最終生成環己烷。與Cl2：在光照條件下，可發生自由基加成反應，最終生成六六六。[3]?
氧化反應
苯本身難於氧化。但是和苯環相鄰碳上有氫原子的烴的同系物，無論R-的碳鏈長短，則可在高錳酸鉀酸性條件下氧化，壹般都生成苯甲酸。而沒有α-H的苯衍生物則難以氧化。該反應用於合成羧酸，或者鑒別。現象：高錳酸鉀溶液的紫紅色褪去。
定位效應
兩類定位基鄰、對位定位基，又稱為第壹類定位基，包含：所有的給電子基和鹵素。它們使新引入的基團進入到它們的鄰位和對位。給電子基使苯環活化，而X2則使苯環鈍化。間位定位基，又稱為第二類定位基，包含：除了鹵素以外的所有吸電子基。它們使新引入的基團進入到它們的間位。它們都使苯環鈍化。 二取代苯的定位規則：原有兩取代基定位作用壹致，進入***同定位的位置。如間氯甲苯等。原有兩取代基定位作用不壹致，有兩種情況：兩取代基屬於同類，則由定位效應強的決定；若兩取代基屬於不同類時，則由第壹類定位基決定。[3]?
芳香烴的分類
根據結構的不同可分為三類： ①單環芳香烴，如苯的同系物 ②稠環芳香烴，如萘、蒽、菲等； ③多環芳香烴，如聯苯、三苯甲烷。 主要來源於石油和煤焦油。芳香烴在有機化學工業裏是最基本的原料。現代用的藥物、炸藥、染料，絕大多數是由芳香烴合成的。燃料、塑料、橡膠及糖精也用芳香烴為原料。
種類介紹
簡介
根據結構的不同可分為三類：①單環芳香烴即苯的同系物；②稠環芳香烴，如萘、蒽、菲等；③多環芳香烴，如聯苯、三苯甲烷。主要來源於石油和煤焦油。芳香烴在有機化學工業裏是最基本的原料。現代用的藥物、炸藥、染料，絕大多數是由芳香烴合成的。燃料、塑料、橡膠及糖精也用芳香烴為原料。
多環芳香烴
多環芳香烴（PolycyclicAromaticHydrocarbons,PAH），分子中含有兩個或兩個以上苯環結構的化合物，是最早被認識的化學致癌物。早在1775年英國外科醫生Pott就提出打掃煙囪的童工，成年後多發陰囊癌，其原因就是燃煤煙塵顆粒穿過衣服擦入陰囊皮膚所致，實際上就是煤炱中的多環芳香烴所致。多環芳香烴也是最早在動物實驗中獲得成功的化學致癌物。1915年日本學者Yamagiwa和Ichikawa,用煤焦油中的多環芳香烴所致。在五十年代以前多環芳香烴曾被認為是最主要的致癌因素，五十年代後各種不同類型的致癌物中之壹類。但從總的來說，它在致癌物中仍然有很重要的地位，因為至今它仍然是數量最多的壹類致癌物，而且分布極廣。空氣、土壤、水體及植物中都有其存在，甚至在深達地層下五十米的石灰石中也分離出了3，4-苯並芘。在自然界，它主要存在於煤、石油、焦油和瀝青中，也可以由含碳氫元素的化合物不完全燃燒產生。汽車、飛機及各種機動車輛所排出的廢氣中和香煙的煙霧中均含有多種致癌性多環芳香烴。露天焚燒（失火、燒荒）可以產生多種多環芳香烴致癌物。煙熏、烘烤及焙焦的食品均可受到多環芳香烴的汙染。 致癌性多環芳香的類別，目前已發現的致癌性多環芳香烴及其致癌性的衍生物已達400多種。按其化學結構基本上可分成苯環和雜環兩類。
苯環類多環芳香烴
苯是單環芳香烴，它是多環芳香烴的母體。過去壹直認為苯無致癌作用，近年來通過動物實驗和臨床觀察，發現苯能抑制造血系統，長期接觸高濃度的苯可引起白血病。1965年報道，由苯引起的急性與慢性白血病已達60例。
三環芳香烴
二環芳香烴不致癌，三環以上的多環芳香烴才有致癌性。三環芳香烴的兩異構體蒽和菲都無致癌性。但它們的某些甲基衍生物有致癌性。例如，9，10-二甲基蒽、1,2,9,10-四甲基菲等都有致癌性。菲的環戊基衍生物有不少具有較強的致癌性，特別是15H-環戊並（a）菲的二甲基及三甲基衍生物具有強烈的致癌性。[4]?
四環芳香烴
四環芳香烴有六個異構體，實驗證明只有3，4-苯並菲有中等強度的致癌性，1，2-苯並蒽和屈有極弱的致癌性。它們的甲基衍生物中2-甲基-3，4-苯並菲是強致癌物。1，2-苯並蒽的許多甲基、烷基及多種其他取代基的衍生物都有壹定的致癌性，如9，10-二甲基-1，2-苯並蒽是目前已知致癌性多環芳香烴中作用最快、活性最大的皮膚致癌物之壹。屈可能是致癌活性較弱的致癌物，但它的衍生物中3-甲基屈及5-甲基屈具有強烈致癌作用。[4]?
五環芳香烴
五環芳香烴有十五個異構體，其中五個有致癌性。3，4-苯並芘為特強致癌物，1，2，5，6-二苯並蒽為強致癌物，1，2，3，4-二苯並菲為中強致癌物，1，2，7，8-二苯並蒽和1，2，5，6-二苯並菲為弱致癌物。[4]?
六環芳香烴
六環芳香烴的異構體比五環芳香烴的更多，但進行過致癌實驗的僅十多種。其中3，4，8，9-二苯並芘是強致癌物，1，2，3，4-二苯並芘致癌性很強，3，4，9，10-二苯並芘及1，2，3，4-二苯並芘的7-甲基衍生物也有明顯致癌作用，其余六環芳香烴無致癌作用或僅有弱的致癌性。七環以上的芳香烴研究得較少。
其他多環芳香烴
致癌性其他多環芳香烴還很多，現舉例如下。芴類：芴本身無致癌性，但其某些衍生物具有致癌性。例如，1，2，5，6-二苯並芴、1，2，7，8-二苯並芴和1，2，3，4-二苯並芴等已被證實具有壹定的致癌性，如可使小鼠發生皮膚癌。2，3-苯並芴蒽和7，8-苯並芴蒽具有強致癌作用，對小鼠皮膚的致癌作用僅次於3，4-苯並芘。膽蒽類：膽蒽具有較強的致癌性，它的許多甲基及其他烷基衍生物也具有較強的致癌性。例如3-甲基膽蒽是極強的致癌物，可致小鼠皮膚、宮頸、肺癌等癌癥。在腸道，由細菌作用脫氧膽酸可轉化為甲基膽蒽這壹化學致癌物可能對人體有致癌作用。[4]?
雜環類多環芳香烴
多環芳香烴的環中碳原子被氮、氧、硫等原子取代而成的化合物為雜環多環芳香烴。雜環類多芳香烴中有壹些化合物具有壹定的致癌性。現以含氮苯稠雜環類舉例如下。 苯並吖澱：蒽分子環中10位的碳原子被氮原子取代的化合物為吖澱。苯並（a）吖啶、苯並(c)吖啶均無致癌性，它們的某些甲基衍生物卻有致癌性。例如，8，10，12-三甲基苯並(a)吖啶和9，10，12-三甲基苯並(a)吖啶均為強致癌物，7，9-二甲基苯並(c)吖啶和7，10-二甲基苯並(c)吖啶均為極強的致癌物。後二者的致癌力比3-甲基膽蒽還強。 二苯並吖啶：二苯並吖啶中研究較多的有三個異構體，即二苯並（a,h）吖啶、及二苯並（c,h）吖啶，三者均有致癌性。二苯並（a,h）吖啶和二苯並（a,j）吖啶的某些烷基衍生物有致癌性，如二苯並（a,h）吖啶的8-乙基和14-正丁基衍生物有致癌性。 哢唑：芴分子環中9位的碳原子被氮原子取代的化合物。它的壹些單苯及雙苯衍生物已有不少被證實有致癌性。例如7-H-二苯並（a,g）哢唑和7-H-二苯並（c,g）哢唑對小白鼠都有致癌作用。後者的N-甲基及N-乙基衍生物有弱的致癌活性。近年來又發現壹些二氮雜苯並哢唑類化合物，也具有明顯致癌物。其中11-氮雜-二苯並（c,i）哢唑及1-氮雜-二苯並（a,i）哢唑為中強致癌物。含氮苯稠雜環的致癌性是本世紀五十年代才開始研究的。這類化合物的致癌作用不像對多環芳香烴化合物研究得那樣深入、廣泛，而且大多數缺乏對人致癌充分證據。這類化合物廣泛分布於自然界，不少是植物中的生物堿和其他生物物質，很多還是人工合成的藥物。因此，利用這些化合物時應加註意。 七環以上的芳香烴研究得較少。 其他多環芳香烴 致癌性其他多環芳香烴還很多，現舉例如下。 芴類 芴本身無致癌性，但其某些衍生物具有致癌性。 例如，1，2，5，6-二苯並芴、1，2，7，8-二苯並芴和1，2，3，4-二苯並芴等已被證實具有壹定的致癌性，如可使小鼠發生皮膚癌。2，3-苯並芴蒽和7，8-苯並芴蒽具有強致癌作用，對小鼠皮膚的致癌作用僅次於3，4-苯並芘。 膽蒽類 膽蒽具有較強的致癌性，它的許多甲基及其他烷基衍生物也具有較強的致癌性。例如3-甲基膽蒽是極強的致癌物，可致小鼠皮膚、宮頸、肺癌等癌癥。在腸道，由細菌作用脫氧膽酸可轉化為甲基膽蒽這壹化學致癌物可能對人體有致癌作用。 雜環類多環芳香烴 多環芳香烴的環中碳原子被氮、氧、硫等原子取代而成的化合物為雜環多環芳香烴。雜環類多芳香烴中有壹些化合物具有壹定的致癌性。現以含氮苯稠雜環類舉例如下。 二苯並吖啶 二苯並吖啶中研究較多的有三個異構體，即二苯並（a,h）吖啶、及二苯並（c,h）吖啶，三者均有致癌性。二苯並（a,h）吖啶和二苯並（a,j）吖啶的某些烷基衍生物有致癌性，如二苯並（a,h）吖啶的8-乙基和14-正丁基衍生物有致癌性。 哢唑是芴分子環中9位的碳原子被氮原子取代的化合物。它的壹些單苯及雙苯衍生物已有不少被證實有致癌性。例如7-H-二苯並（a,g）哢唑和7-H-二苯並（c,g）哢唑對小白鼠都有致癌作用。後者的N-甲基及N-乙基衍生物有弱的致癌活性。近年來又發現壹些二氮雜苯並哢唑類化合物，也具有明顯致癌物。其中11-氮雜-二苯並（c,i）哢唑及1-氮雜-二苯並（a,i）哢唑為中強致癌物。 含氮苯稠雜環的致癌性是本世紀五十年代才開始研究的。這類化合物的致癌作用不像對多環芳香烴化合物研究得那樣深入、廣泛，而且大多數缺乏對人致癌充分證據。這類化合物廣泛分布於自然界，不少是植物中的生物堿和其他生物物質，很多還是人工合成的藥物。因此，利用這些化合物時應加註意。 芳香族化合物並不是所有的芳香族化合物都是有芳香味道，因為最開始化學界在研究和接觸這類物質是從壹些染料，壹些有香味的花草中得知有這些物質，所以才叫芳香族。
多環芳香烴
簡介
多環芳香烴（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAH）,分子中含有兩個或兩個以上苯環結構的化合物，是最早被認識的化學致癌物。早在1775年英國外科醫生Pott就提出打掃煙囪的童工，成年後多發陰囊癌，其原因就是燃煤煙塵顆粒穿過衣服擦入陰囊皮膚所致，實際上就是煤炱中的多環芳香烴所致。多環芳香烴也是最早在動物實驗中獲得成功的化學致癌物。1915年日本學者Yamagiwa 和Ichikawa,用煤焦油中的多環芳香烴所致。在五十年代以前多環芳香烴曾被認為是最主要的致癌因素，五十年代後各種不同類型的致癌物中之壹類。 但從總的來說，它在致癌物中仍然有很重要的地位，因為至今它仍然是數量最多的壹類致癌物，而且分布極廣。空氣、土壤、水體及植物中都有其存在，甚至在深達地層下五十米的石灰石中也分離出了3，4-苯並芘。在自然界，它主要存在於煤、石油、焦油和瀝青中，也可以由含碳氫元素的化合物不完全燃燒產生。汽車、飛機及各種機動車輛所排出 的廢氣中和香煙的煙霧中均含有多種致癌性多環芳香烴。露天焚燒（失火、燒荒）可以產生多種多環芳香烴致癌物。煙熏、烘烤及焙焦的食品均可受到多環芳香烴的汙染。
致癌性多環芳香的類別
目前已發現的致癌性多環芳香烴及其致癌性的衍生物已達400多種。按其化學結構基本上可分成苯環和雜環兩類。
苯環類多環芳香烴
苯是單環芳香烴，它是多環芳香烴的母體。過去壹直認為苯無致癌作用，近年來通過動物實驗和臨床觀察，發現苯能抑制造血系統，長期接觸高濃度的苯可引起白血病。1965年報道，由苯引起的急性與慢性白血病已達60例。