1、第三十一章 芳香性,苯不易加成,不易氧化,易取代的性质称为芳香性,Shaoxing Unversity,1-44,2,(1)具有较大的动力学稳定性 (2) 具有较大的热力学稳定性, 体系的离域能较大 (3 ) 单双键的键长趋于平均化 (4) 具有平面或接近于平面的构型 (5) 具有独特的光谱性质, 特别是振动光谱 电子光谱和核磁共振谱(NMR)由于芳香体系中离域 电子在磁场中产生反磁环流(2), 所以在NMR谱中 H质子的化学位移移向低场 (6) 按照分子轨遭理论成键轨遭完全被 电子充满形成一个闭壳层体系,1931年德国化学家休克尔根据分子轨道理论,对环状多烯的电子能级计算发现的一规则。,1.
2、 休克尔(Hckel)规则,)简化法:近似地把苯的化学性质看作主要与电子数有关,只计算电子的能级(分子轨道法),2) 构成条件: A 环闭共轭体系,各原子处同一平面, B 电子数为4n+2时(n=0,1,2,3.整数),Shaoxing Unversity,3) 图解法: 以 为圆心,2为半径,处于园心水平上方的能量为-k; 处于园心水平下方的能量为+k;,+2,-2,+2,+,-,-2,+2,+1.41,-1.41,-2, (非键),+k(成键),-k (反键),单环共轭多烯烃的HMO能级,Shaoxing Unversity,2、判断芳香性的标准(常见的几种方法),Shaoxing Unv
3、ersity,1)能量标准-热力学稳定性(苯的共震能150kJ.mol-1),2)几何标准-键长平均化(测定分子中离域程度重要信息),3)1H-NMR 化学位移(是表征芳香性的常用标准),-2H+,Shaoxing Unversity,方酸: PK1 PK2,4)化学反应性,芳香性的标志:苯不易起加成反应,易起亲电取代反应但有的芳香性化合物容易起加成反应。如:蒽、菲、富勒烯易起加成反应,不起取代反应,Shaoxing Unversity,C70,C60,3、含4n+2个 电子的轮烯,单环共轭多烯亦称轮烯。,例如:环癸五烯 10轮烯,无( 非平面性),Shaoxing Unversity,10轮
4、烯,Shaoxing Unversity,顺二氢化萘,反二氢化萘,(1)、(2)非平面性分子,顺二氢化萘,例如:环十八碳九烯 18轮烯,共平面的(4n+2)轮烯具有芳香性,Shaoxing Unversity,4、含4n个电子的轮烯,例如:环丁二烯、环辛烯4轮烯 8轮烯,4n个电子)轮烯不具有芳香性,Shaoxing Unversity,12轮烯,Shaoxing Unversity,环内氢的排斥力-非平面性分子 在-150,1H-NMR谱显示具有一定的反芳香性。,反芳香性-显示顺磁性,环流使环外质子的化学位移向高场位移,环内质子的化学位移向低场位移。与含4+2个 电子的轮烯正好相反。,)环丙烯正离子,、带电荷得到环烯烃,Shaoxing Unversity,)环戊二烯负离子,3)环庚三烯正离子(又称 正离子),+,6、其他有芳香性的化合物 P743,Shaoxing Unversity,1)环辛四烯双负离子,(2)茚和薁(y),茚,无 有,薁,6、其他有芳香性的化合物 P743,Shaoxing Unversity,判断下列离子有无芳香性?,有 有 有 有,1)环辛四烯双负离子,