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芳香性理论


=
=
2K+
0.1462nm
成环 C 不在同一平面 π 电子 = 8 不能形成环状共轭体系
无 芳 性
成环 C 在同一平面 π 电子 = 10 n = 2 环状闭合共轭体系
有 无
芳 性
B. 薁
薁有明显的极性,其中五元环是负性的,七元环 是正性的,可表示如下:
薁有明显的芳香性,表现在能起亲电取代反应上。
b [14] 轮烯
π 电子 =14, H H H H n =3
但由于轮内氢原子间的斥力大,使环发生扭转, 不能共平面,故无芳香性
c [18] 轮烯
H H
π 电子 =18,
H H
n =4
H H
轮内氢原子间的斥力微弱,环接近于平面, 故有芳香性
[18]轮烯受热至230℃依然稳定,可发生溴代, 硝化等反应,足可见其芳性。
芳香性的发展
1933年,Pauling的共振论
1936年,Pauling提出,苯的6个π电子的环流诱
导效应导致反磁体斥力的增强 1937年,London提出反磁性理论 1956年,Pople利用核磁共振谱图(NMR)提出 了新的环流理论,用于解释质子的屏蔽现象和 化学位移
芳香性的发展
AlCl3 CH3COCl
COCH3 COCH3
+
COCH3
C. 轮烯
轮烯有否具有芳香性,决定于下列条件:
a.π电子数符合4n+2规则。 b.碳环共平面(平面扭转不大于 0.1nm)。 c.轮内氢原子间没有或很少有空间排 斥作用。
a [10]轮烯
π 电子 =10, HH n =2 但由于轮内氢原子间的斥力大,使环发生扭转 , 不能共平面,故无芳香性

芳香性的发展
1865年凯库勒从苯的分子式C6H6出发,提出
苯的环状构造式:
简写为
芳香性的发展
1866年,Erlenmeyer发现苯易取代
(Substitution)难加成(Addition) 1910年,Pascal发现苯具有极强的抗磁性 (Exalted Diamagnetic Susceptibility) 1925年, Armit/Robinson发现苯的六电子结构 (Electron Sextet) 1936年, Hückel提出(4n+2)π电子规则 芳香性在电磁领域得到发展,并有了判定依据
芳香性理论
制作人:罗素 主讲人:罗素 学号:2013220290
主要内容: 一、芳香性的发展 二、芳香性的判断 三、芳香性判断的举例
芳香性的发展
“芳香”最初是指从天然香树脂、香精油中提取 的物质,具有特殊的芳香气味。 这类物质: 1.从碳氢之比看,有高度的不饱和性,但又有 特殊的稳定性。 2.从化学性质看,与烷、烯、炔以及脂环烃有 很大不同,比较容易进行取代反应,不易进行 加成和氧化反应。 这种特殊性曾被作为芳香性的标志
芳香性的判断
在结构上:高度不饱和。
在物理性质上:①键长平均化,②环上 的原子在同一平面上。 在化学性质上:①容易起取代反应,②不容 易起加成反应,③环不容易被氧化而破裂。
(1)苯及其衍生物
它们是环状共轭多烯,成环原子都是sp2杂化,在同一 个平面内。 π电子数:
6

10
14
(2)非苯芳烃
A. 具有芳香性的离子 (a) 环戊二烯负离子
自1958年起,芳香性已不仅局限于苯结构和平 面结构,还存在于立体结构和离子中,表现为三 维立体性和各向同性,并且σ轨道能参与电子 的离域.
芳香性的判断
被分类为芳香性的化合物通常有以下的条件: 1.有一些离域电子组成一些π键,并且令整个环系 统可以当成单与双键的组合; 2.给出离域电子形成π键的原子需处于同一个平面; 3.原子需组成一个环; 4.可进行亲电芳香取代反应和亲核芳香取代反应; 5.组成π键的电子总数需为 4n+2,即不是4的倍数 的双数(休克尔规则);
H H
Na 苯 N2
Na
H
H
成环 C 共平面 π 电子 = 4
无 芳 非环状闭合共轭 性
成环 C 共平面 π 电子 = 6 n=1 环状闭合共轭
有 芳 性
其典型代表物为二茂铁,见第十六章元素有机化合物 P525
(b) 环辛四烯双负离子
126° 46 '

4nm 3 3 0.1
K

2K, T HF
K
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