有机化合物的芳香性(Aromaticity).pptVIP

* * 第六节 有机化合物的芳香性 (Aromaticity) 济南大学 化学化工学院 第四章 有机化合物的芳香性 目 录 一. 芳香性(Aromaticity)和Hückel 规则 1.单环共轭多烯 2.芳性离子 3.非苯稠环 4.富勒烯 二. 反芳香性(antiaromaticity) 三. 非芳香性(nonaromaticity) 四. 同芳香性 (Homoaromaticity) 五. Y芳香性 六. 方克酸类 七. 二茂铁类物质 八. 有机化学中的应用 1.亲核取代反应 2.偶极距 3.酸碱性 第四章 有机化合物的芳香性 ？ 下列物质是否具有芳香性？ · 芳香性 (Aromaticity) “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，而且具有特殊的性质，后来将这种特殊的性质叫做芳香性，而具有芳香性的化合物通称为芳香化合物。 第四章 有机化合物的芳香性 4.1 芳香性和休克尔规则 一. 芳香性 芳香性是指芳香族化合物所特有的性质。芳香族化合物是指苯和类苯化合物，这是一类具有高度不饱和性的环状化合物。芳香性的含义是在不断发展的，经过一个由浅到深的过程。 1. 最初芳香性的定义着重于苯一类的环状共轭体系的化学性质,这类化合物它们具有特殊的稳定性，不易发生氧化或加成反应，容易发生亲电取代反应。 2.随着量子化学的发展，又将共振能等与芳香性联系起来。若环状化合物具有相当大的共振能（或离域能），则该环状化合物具有芳香性。如苯的共振能为150.6 kJ·mol－1，则苯具有芳香性。 4.1 芳香性和休克尔规则 芳香性(Aromaticity)：在闭合共轭多烯体系中; 成环原子共平面； 电子数符合 4n + 2 ① ④ ③ 3.随着科学技术的发展，人们又借助核磁共振来判断化合物是否具有芳香性。若环状共轭烃在外加磁场的作用下，产生高抗磁性此种特征的磁屏蔽效应可以从质子核磁共振谱中看出，则这种化合物具有芳香性。 4.对芳香性作深入和系统研究，奠定芳香性理论基础的是Hückel　4n+2　规则。即在闭合共轭多烯体系中，构成环的原子在同一平面或接近同一平面上，同时其π 电子数符合4n+2 (n=0,1,2……)，则该化合物具有芳香性。 ② 4.1 芳香性和休克尔规则 1931年，休克尔（E. Hückel）用简单的分子轨道计算了单环多烯烃的π电子能级，从而提出了一个判断芳香性体系的规则，称为休克尔规则。 不含苯环，π电子数为4n+2，具有芳香性，即符合休克尔规则的环状多烯烃，我们称之为非苯系芳烃。 Hückel 规则 休克尔提出，单环多烯烃要有芳香性，必须满足三个条件。 (1) 成环原子共平面或接近于平面，平面扭转不大于0.1nm; (2) 环状闭合共轭体系; (3) 环上π电子数为4n+2 (n= 0、1、2、3……)； 符合上述三个条件的环状化合物，就有芳香性，这就是休克尔规则。 4.1 芳香性和休克尔规则 1. 单环共轭多烯（轮烯） ［22］轮烯 ［18］轮烯 ［4］轮烯 ［8］轮烯 ［10］轮烯 成环原子共平面,π电子数4n. 成环原子不共平面: π电子数4n. 由于有环内氢,相互干扰, 成环原子不共平面. π电子数4n+2. 成环原子共平面, π电子数4n+2. 成环原子共平面, π电子数4n+2. 芳香性 4.1 芳香性和休克尔规则 某些环烃没有芳香性,转变成离子(正或负离子)后,有可能具有芳香性. 2. 芳性离子 2e 芳香性 π电子数 2 2 6 6 6 4.1 芳香性和休克尔规则 3.非苯稠环 实际上，它的七元环带有正电荷，五元环带有负电荷，是一个典型的极性分子，结构也可以表示如下： + _ 它含有10个π电子，符合休克尔规则，所以有芳香性。 蓝烃 蓝烃：天蓝色晶体，它是五元环的环戊二烯和七元环的环庚三烯稠合而成的，结构如下： 4.1 芳香性和休克尔规则 多环芳烃电子数的计算方法 1954年，Platt提出了周边修正法，对于多环芳烃可以忽略中间的双键而直接计算外围的电子数。 对休克尔规则进行了完善和补充。 (1) 经典结构式的写法 画经典结构式时，应使尽量多的双键处在轮烯上，处在轮烯内外的双键写成其共振的正负电荷形式，将出现在轮烯内外的单键忽略后，再用休克尔规则判断。 4.1 芳香性和休克尔规则 A B C 14e- 12e-