芳香性的判斷

1、芳香性的判斷一、芳香性的一般特征：1 .分子中C/H的比例高(含多個不飽和鍵)；2 .鍵長平均化；3 .分子共平面；4 .不易加成、氧化，易發(fā)生親電取代；5 .符合Hlu ckel規(guī)則(4n+2規(guī)律)：單環(huán)多烯 冗電子數(shù)等于4n+2時，構(gòu)成 冗電子的封閉體系表現(xiàn)出一定的芳香性。從休克爾規(guī)則我們可以得知，具有芳香性的通常是具有如下四個特點(diǎn)的分子：(1)它們是包括若干數(shù)目 鍵的環(huán)狀體系；(2)它們具有平面結(jié)構(gòu)，或至少非常接近平面(平面扭轉(zhuǎn)不大于0.1nm);(3)環(huán)上的每一個原子必須是 sp雜化(某些情況也可以是 sp雜化)；(4)環(huán)上的電子能夠發(fā)生離域。分子具有芳香性的標(biāo)志是：(1)這類化合物雖

2、有不飽和鍵，但不易進(jìn)行加成反應(yīng)，而與苯相似，容易進(jìn)行親電取代；(2)通過氫化熱或燃燒熱對離域能的熱化學(xué)測量表明，這類具有芳香性的環(huán)狀分子比相應(yīng)的非環(huán)體系具有低的氫化熱低的燃燒熱，而顯示特殊的穩(wěn)定性。(3)用物理方法和核磁共振譜進(jìn)行測定，這類化合物的質(zhì)子與苯及其衍生物的質(zhì)子一樣，顯示類似的化學(xué)位。芳香性判斷原則：1.環(huán)狀體系；2.兀電子數(shù)(4n+2規(guī)則)；3.分子共平面判斷下列化合物是否具有芳香性:>> 口, 一口。、常見芳香性體系：雜環(huán)芳香體系:吠喃 嚷吩0毗咯毗咤富烯衍生物：（富烯本身不穩(wěn)定）環(huán)丙富烯平面里共施環(huán)2個1電子盤:型分子8個犬電f平面型共匏環(huán)1。個只電廣有芳.喬性（n

3、-0）無芳香性n-3；2）在芳香性G2）sA雜化18輪烯基本上為平面型共加環(huán)18個大電子行芳杏性“4）壞應(yīng)二烯共聊體系來閉合4個大電子尤芳否性（31-1/2）環(huán)戊二烯例寓夕平面里熟舸環(huán)6個賓電（有芳存性（n-i）SP5雜化SU：雜化環(huán)慶三煒正離子平面型八匏環(huán)6個宣電f有芳吞性n-l）環(huán)慶二臨共輒體系未閉合 6個汽電f無力行性”1）紫、菱.慧和菲等實(shí)際上也符合Hiickel規(guī)則,因而表現(xiàn)出芳香性.通常將n10的一類單雙鍵交替的單環(huán)多烯姓Cnlln稱為輪烯.碳原子數(shù) 為10, 14和18的分別稱為10輪烯、14輪儺和18輪烯。成環(huán)的碳原子數(shù) 用括號中的數(shù)字去明。這些輪烯的n電子數(shù)分別為10、14和

4、18,都符合Hiickcl 4n+2規(guī)則，似乎它們都應(yīng)該有芳香性，但是在常溫下，10輪烯和14輪烯由 于環(huán)內(nèi)原子的彼此干擾,使環(huán)不能在同一平而上，故沒有芳香性。口8輪烯則 是一個芳香化合物。二、芳香性和HCkkel規(guī)則早年人們把紫和含茉環(huán)的化合物稱作芳香化合物：它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)被稱為芳香性. 隨韋有機(jī)合成化學(xué)，測試手段和量子化學(xué)的發(fā)俄，又發(fā)現(xiàn)r很多并若結(jié)構(gòu)，但性質(zhì)與笨相似 的化合物,稱為非茉芳香化合物,從而對芳香性有了新的認(rèn)識。具有芳香性的化合物具有的 共同特點(diǎn)是：G）不易發(fā)生加成面多發(fā)生取代反應(yīng)；5）結(jié)構(gòu)為環(huán)狀且具有平面性，（iii）芳 環(huán)中的鍵超于平均化（如朱中曦磚憎長均為0.139 n

5、m）； （iv）具有環(huán)狀閉合n體系并具有較大 的共板能（苯為150.5 kJ/mol）： （v）在磁場中可產(chǎn)生抗磁環(huán)流（條在5 NMR中在dZ3即m 處出峰.說明了抗磁環(huán)流的存在）：（5）環(huán)中x體系電子數(shù)符合HUckel的4»2嵐則.Htickel規(guī)則：單環(huán)、平面、閉合體系、具有4/1.2個電子的化合物具有芳香性.這 個菽則是目演判定化合物芳香性的一個重要依州，在利用這個規(guī)則判定化合物芳香性時定 要濘意被列定分子的結(jié)構(gòu)必須是單環(huán)、平面、閉合/體系.如環(huán)庚三場雖有6個元電子（符 合的+2）,但并非閉合x體系，因此無芳香性e I0J輪解里含10個冗電子（符合4/2）,但 由于環(huán)中氫的范使

6、華斥力，使環(huán)中的碳原子不同處平面，因此不具芳香性。還應(yīng)引用注意 的是.當(dāng)兩個環(huán)被一雙鍵相連時，可試著把雙鍵兀電子移向其中個環(huán).使年成兩個電荷分 離的閉合”體系。若兩個環(huán)中，電子數(shù)均符合北+2規(guī)律時，化合物具有芳香柱（例I）。如果 雙錠加電子移動后，只有 個環(huán)符合Hikkel規(guī)則，而另 個仄不符合，則該化合物不具有芳 番性（例2）。在判斷稗環(huán)化合物是否且有芳香性時,可將其作為單環(huán)處理（例3）例1810 一斬卷有芳杏性2電了 6電子80 一 OC無芳香性4電子 6電子具仃芳香件芳香性可影響到分子的偶極矩、酸性和某些化合物的反應(yīng)性上.如例4中化合物A信秘 知比B大得多；例5中化合物C的酸性比D大得多；例6中化合物E極易反應(yīng)生成較程定的 芳香化合物F.這些均與芳香性有直接關(guān)系.例4比較A和B的偶極妒。AB CHO解 由于A生成較度定的芳番環(huán)系,使發(fā)牛電荷分離，具有較大的偶極矩：而B不是芳 香化合物，不能發(fā)生電荷分離，因此偶極矩A>B.2電子6電子例5比較C和D的酸性.C O D 0解 由于C離做質(zhì)f后生成環(huán)戊二烯負(fù)離子.環(huán)中具行6