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非苯芳烃


2)环戊二烯负离子
H H + (CH3)3COK
SP3杂化 SP2杂化
k+
(CH3)3COH
H H C
环戊二烯
环戊二烯负离子
π电子数 = 6
符合4n+2
芳性
艹 3)环庚三烯正离子(卓正离子)
H H + (C6H5)3C+X
+
π电子数 = 6
符合4n+2
芳性
总 结
凡共面的环状共轭分子或离子其π电子数: ㈠ 符合4n+2(休克尔规则)的就是具有芳香性。 ㈡ 符合4n的为反芳香性化合物。 ㈢ 而非共面的环状共轭烯烃分子则为非芳香性化合物。 随着结构理论的发展,芳香性概念还在不断深化发展。
芳香性的判断
环丁二烯
环辛四烯

H2C CH CH CH CH CH2
从分子轨道的角度说明4n+2规则(了解)
分子轨道理论(了解)
六个p轨道可线性组合成6个分子轨道:

反键轨道
3个节面
最高
个节面
简并

成键轨道

个节面
简并 最低


苯的分子轨道模型
0个节面
节面就是波函数位相正负号发生改变的地方。它的一侧值为正,另一侧为负,面上的波函数值是0。
解 释:
①三个成键轨道能量低,三个反键轨道能量高。 分子轨道中节面越多,能量越高。 ②六个π电子均进入成键轨道,且能量低于3个孤 立的π键,所以很稳定 。
反键轨道 (非键轨道) 原子轨道 成键轨道
E
苯分子轨道能级图
从分子轨道的角度说明4n+2规则
当一个环状共轭烯烃分子 (通式为CnHn) 所有的碳原子处 在(或接近)同一个平面上时,每个碳原子上具有的一 个与平面垂直的p原子轨道可以组成n个分子轨道。 ------n个p轨道可线性组合成n个分子轨道 部分环状共轭烯烃的π分子轨道能级及基态π电子构型见下图
所有双键均省去
反键轨道
非键轨道 成键轨道
分子结构与能级的形象表示
每一分子轨道的能级可用一个平面正多边边形的每一个顶角表示
分析举例
(一)环状共轭烯烃 1)符合4n+2
a
π电子数 = 6 芳性 π电子数 = 10
符合4n+2
b
符合4n+2
芳性于相 应的直链烯烃,独特的热力学稳定性,独特的反应性能
7.1.4 休克尔规则及芳香性的判断 p154
当年芳香性引起了人们的极大的兴趣。 人们偿试着合成类似苯一样的闭环体系
环丁二烯
不稳定,反芳香性物质!
环辛四烯
和烯烃一样活泼,非芳香性 物质。
Hú ckel规则 (4n+2规则)
一个环状化合物具有共平面的离域体系 且π电子数为4n+2时(n=0,1,2------) —有芳性
环状共轭烯烃(CnHn)的π分子轨道能级和基态电子构型
π* 反键轨道
能 量
0 π
非键轨道
成键轨道
π电子数 碳原子数
2 3
4 4
6 5
6 6
6 7
10 8
环丙烯 正离子
环丁二烯
环戊二烯 负离子

环庚三烯 正离子
环辛四烯 二负离子
这种能级关系也可简便地用下图所示顶角朝下的各种正多边形来表示:
分子轨道能级图 分子轨道能级图 能级 能级
思考题
环戊二烯中的CH2上的H的酸性要比1,3环己二烯中CH2上的H的酸性要大,为啥?
7.9 非苯芳烃 p180
研究表明,除了苯以外,还有许多其他环状化合物也具有芳香性。
1
薁为天蓝色晶体,故也称蓝烃。熔点99℃,和萘是同分异构体, 由一个七元环和一个五元环稠合而成:
薁分子中有10个π电子,满足4n+2规则,具有芳香性。其芳 香性表现在:它不发生双烯特有的 Diels-Alder 反应,但容易发 生亲电取代和亲核取代反应。
2):符合4n π电子数 = 4
a
环丁二烯
符合4n
半 填 满
极不稳定的双自由基——反芳性
反芳性:能量比直链烯烃还要高得多,稳定性很差。
b π电子数 = 8
环辛四烯
符合4n
b.p. 152℃ K + + K K 稳定的环状共轭化合物 —非芳性 THF 环辛四烯双负离子
非平面分子,非芳性分子, 烯烃的性质
2 轮烯
轮烯—是一类具有交替单双键的单环共轭多烯。 一般指成环碳原子数≥10的单环共轭多烯。 命名时以轮烯为母体,将环内碳原子总数以带方 括号的阿拉伯数字放在母体名称前读作某轮烯。
[10]
H
H
[14]
H H H
H
萘 蒽
符合4n+2 芳性?
非平面!!
共平面
[18] 轮烯
芳香性
b
b.p. 152℃ K THF K
+
K
+
环辛四烯双负离子
平面分子 π电子数 = 10 芳性
符合4n+2
(二)环状共轭烯离子
1)环丙烯正离子
H H H H H H 空轨道 H H
-HH H 环丙烯

+

反键轨道
成键轨道
π电子数 = 2
符合4n+2
芳性
人们已经合成出一些稳定的含有取代基的环丙烯正离子的盐
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