芳香性与同芳香性精选PPT.ppt
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1、芳香性与同芳香性第1页,此课件共39页哦一一 芳香化合物的特点芳香化合物的特点1 较高的C/H比 芳香性化合物多数都有较高的C/H比,而脂肪族化合物绝大多数的C/H比都较低。2 键长趋于平均化 如:X-衍射测定苯的6个CC键长相等,均为0.139nm,没有单键(0.154nm)和双键(0.134nm)之分。3 分子共平面性 组成芳香环的原子都在一个平面或接近一个平面。l 第2页,此课件共39页哦l4 4 化学活性化学活性 不饱和化合物的特征之一就是不饱和化合物的特征之一就是易发生加成反应,但芳香性化合物不易发生加成易发生加成反应,但芳香性化合物不易发生加成反应,而倾向于发生取代反应,尤其是亲电
2、取代反应,而倾向于发生取代反应,尤其是亲电取代反应。反应。l5 5共轭能共轭能 氢化热和燃烧热的测定表明芳香化氢化热和燃烧热的测定表明芳香化合化合物稳定性和体系的共轭能(或称为离域能)合化合物稳定性和体系的共轭能(或称为离域能)密切相关。例如,苯的氢化热是密切相关。例如,苯的氢化热是 -208.5kJ/mol-208.5kJ/mol,环已烯的氢化热是环已烯的氢化热是 -119.7kJ/mol-119.7kJ/mol。假定环已三烯为。假定环已三烯为苯的定域化模型,比较苯的定域化模型,比较1mol1mol苯和苯和3mol3mol环已烯的氢化环已烯的氢化热,计算得苯的共轭能约为热,计算得苯的共轭能约
3、为150.7kJ/mol150.7kJ/mol(3119.7-208.53119.7-208.5)。)。第3页,此课件共39页哦6.波谱特征波谱特征 芳香化合物的光谱与芳香化合物的光谱与简单共轭体系有明显差异简单共轭体系有明显差异第4页,此课件共39页哦二二 Hckel 4n+2规则规则l H Hckelckel从简单分子轨道理论研究入手,从简单分子轨道理论研究入手,提出含有提出含有4n+24n+2个个电子的平面共轭单环化合电子的平面共轭单环化合物应具芳香性,这就是物应具芳香性,这就是H Hckelckel规则。规则。l根据休克尔规则根据休克尔规则,非苯芳香化合物可以分成以非苯芳香化合物可以分
4、成以下几类下几类l1.1.芳香离子芳香离子l2.2.轮烯轮烯l3.3.并联环系化合物并联环系化合物第5页,此课件共39页哦三.环多烯分子轨道能级图第6页,此课件共39页哦第7页,此课件共39页哦1芳香离子芳香离子 (1)环丙烯正离子环丙烯正离子 环丙烯体系有一个成键轨环丙烯体系有一个成键轨道和一对反键轨道,环丙烯正离子的道和一对反键轨道,环丙烯正离子的2个电子占个电子占据成键轨道,其碳据成键轨道,其碳-碳键长都是碳键长都是0.140nm,电子及电子及正电荷离域于三元环共轭体系中,是芳香性的。正电荷离域于三元环共轭体系中,是芳香性的。四四.非苯芳烃举例非苯芳烃举例第8页,此课件共39页哦第9页,
5、此课件共39页哦(2)环丁二二烯双正离子l 按按照照H Hckelckel规规则则,环环丁丁二二烯烯双双正正离离子应具有芳香性。如下列化合物子应具有芳香性。如下列化合物l R RCHCH3 3或或C C6 6H H5 5l l已被合成。已被合成。第10页,此课件共39页哦(3)环戊二烯负离子l 环戊二烯是一个有一定酸性的烯烃环戊二烯是一个有一定酸性的烯烃(pKpKa a=16.0=16.0),可离解形成一个较稳定的负),可离解形成一个较稳定的负离子。环戊二烯负离子有离子。环戊二烯负离子有6 6个个电子,按照电子,按照H Hckelckel规则,应具有芳香性。规则,应具有芳香性。NMRNMR谱测
6、定其钾谱测定其钾盐在盐在=5.57ppm=5.57ppm处显示单峰,表明具有对称处显示单峰,表明具有对称结构。结构。第11页,此课件共39页哦二茂铁二茂铁Fe(C5H5)2l 二茂铁二茂铁Fe(CFe(C5 5H H5 5)2 2 是芳香性的环戊二烯负离子的另是芳香性的环戊二烯负离子的另一特例。二茂铁是一特例。二茂铁是络合物类的金属有机化合物,由两络合物类的金属有机化合物,由两个环戊二烯负离子与亚铁离子构成一种夹心结构,桔红个环戊二烯负离子与亚铁离子构成一种夹心结构,桔红色,熔点色,熔点173173。可以用环戊二烯钠与氯化亚铁在四氢呋。可以用环戊二烯钠与氯化亚铁在四氢呋喃中反应或用环戊二烯在二
7、乙胺存在下直接与亚铁盐反应喃中反应或用环戊二烯在二乙胺存在下直接与亚铁盐反应制备。制备。l Fe 第12页,此课件共39页哦l(4)(4)环庚三烯正离子环庚三烯正离子 l 七七元元环环的的环环庚庚三三烯烯正正离离子子含含有有6 6个个电电子子,按按照照H Hckelckel规规则则应应具有芳香性。具有芳香性。l 环环庚庚三三烯烯与与溴溴加加成成得得到到二二溴溴化化物物,后后者者在在70700 0C C时时加加热热失失去去一一分分子子溴溴化化氢氢得得一一黄黄色色物物质质,在在乙乙醇醇中中重重结结晶晶得得黄黄色色棱棱状状晶晶体体,NMR,NMR谱显示谱显示=9.18ppm=9.18ppm单峰,表明
8、为芳香对称结构单峰,表明为芳香对称结构.第13页,此课件共39页哦(5)环壬四烯负离子l 双环双环6.1.06.1.0壬三烯氯化物与金属锂作用,壬三烯氯化物与金属锂作用,形成环壬四烯负离子。环壬四烯负离子有形成环壬四烯负离子。环壬四烯负离子有1010个个电子,符合电子,符合H Hckelckel规则,是芳香化合物。规则,是芳香化合物。第14页,此课件共39页哦(6)环辛四烯双负离子l 环辛四烯与金属钠作用形成环辛四烯双负离子,有10个电子,符合Hckel规则,有芳香性。第15页,此课件共39页哦2轮烯轮烯l 轮轮烯烯(annuleneannulene)是是一一类类单单键键与与双双键键交交替替的
9、的环环状状多多烯烯烃烃类类。它它们们有有的的很很稳稳定定,有有的的不不稳稳定定。有有的的在在自自然界存在,有的是实验室间接证明的东西。然界存在,有的是实验室间接证明的东西。l 命命名名或或书书写写时时通通常常是是把把成成环环碳碳原原子子数数置置于于词词前前并并定定在在方方括括弧弧内内,例例如如苯苯可可以以看看作作是是66轮轮烯烯,环环辛辛四四烯烯是是88轮烯,但一般是把较大的环称作轮烯。轮烯,但一般是把较大的环称作轮烯。l 这这类类化化合合物物如如果果是是在在一一个个平平面面上上并并含含有有4n+24n+2电电子子的的应具有芳香性。应具有芳香性。第16页,此课件共39页哦(1)环丁二烯l2,3
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