非苯芳烃及芳香性判据
芳香性
芳香性:环状闭合共轭体系,π电子高度离域,具有离域能,体系能量低,较稳定.在化学性质上表现为易进行亲电取代反应,不易进行加成反应和氧化反应,这种物理,化学性质称为芳香性.芳香性及其理论1865年，德国化学家凯库勒提出了著名的苯分子的正六边形环状结构式，并正式引入“芳香性”这一概念来描述苯及与苯有关的化合物的物理、化学性质。
此后芳香化学引起了人们极大的兴趣。
随着测试技术和量子化学的发展，人们对芳香性的认识逐步深化。
有关芳香性理论的研究一直是有机化学家、结构化学家和理论化学家的主要研究课题之一。
一、芳香性的涵义芳香性（aromaticity）是一个理论概念，其涵义随理论的发展而不断深化。
芳香性是有机化学中最难准确表述的概念之一。
一般所谓的芳香性分子具有以下几个特点：1、C/H比例高芳香性分子大多具有较高的C/H原子比。
从C/H原子比来看，芳香性分子属于高度不饱和分子。
例如：苯（C6H6）的C/H原子比为1﹕1；萘（C10H8）的C/H原子比为1.25﹕1；富勒烯（C60、C70）的C/H原子比甚至为∞。
而脂肪族分子，除乙炔（C2H2）、丁二炔（C4H2）等少数几个以外，绝大多数C/H原子比教低。
2、键长均一化芳香性分子中碳碳单键与碳碳双键键长有趋于一致的倾向，极端情况为苯分子。
X-射线衍射测定表明苯分子中碳碳键并无单双键之别，所有的碳碳键长均为0.1395nm，介于普通的碳碳单键键长（0.154nm）和碳碳双键键长（0.135nm）之间。
3、分子平面化芳香性分子的一个显著特征就是芳环上的组成原子都处在一个平面或接近一个平面内。
虽然平面分子不一定就是芳香性分子，但芳香性分子总是要求分子具有一定程度的平面性。
4、化学性质“反常”化不饱和分子的典型化学性质就是容易发生加成反应。
芳香性分子虽然属高度不饱和分子，却表现出“反常”的化学性质，即难以进行加成反应，更发生易取代反应，而后者正是饱和分子的典型化学性质。
第五章多芳烃
究的杰出贡献而荣获1996年诺贝尔化学奖。
第五章多芳烃
31
C60的结构
C60是由12个五边形和20个六边形组成的32面球体。球体直径 约为0.8nm，60个顶点为60个碳原子占据。每个碳原子都以SP2或 接近SP2杂化轨道与相邻碳原子形成σ键，从而构成笼状分子，每个 碳原子剩下的P轨道或近似P轨道彼此构成离域的大π键，因此具 有芳香性。其结构如下：
KMnO4
第五章多芳烃
30
富勒烯
富勒烯（Fullerene）是由60个碳原子组成的C60、70 个碳原子组成的C70和50个碳原子组成的C50等一类化合物 的总称。
1985年美国科学家柯尔(Curl)、斯莫利(Smalley)和英
国科学家克罗托因(Kroto)意外的发现了碳元素的第三种同
素异构体——以C60和C70为代表的富勒烯。由于对富勒烯研
第六章 多环芳烃与非苯芳烃
学习要求：
v 1．掌握萘、蒽、菲的结构。 v 2．掌握多环芳烃的化学性质、萘的磺化反应、
动力学控制和热力学控制。 v 3．理解芳香性概念、芳香性的判别、休克尔规则 v 4．了解非苯芳烃的类型和代表物及反芳香性。 v 5．了解致癌烃、煤焦油的组成。
第五章多芳烃
1
多环芳烃是指分子中含有多个苯环的烃。这里包括： 联苯和联多苯、多苯代脂烃、稠环芳烃，以至富勒烯也可 归到多环芳烃中。本节的重点是稠环芳烃。 多环芳烃的分类：
第五章多芳烃
9
第五章多芳烃
10
磺化
第五章多芳烃
11
磺化
第五章多芳烃
12
反应历程
萘的亲电取代反应优先发生在电子云密度较高的α位。
可用共振论解释如下：
第五章多芳烃
芳香烃的有机结构
CH3
CH2CH3 1-甲基-3-乙苯
或间甲乙苯
CH3
CH(CH3)2 1-甲基-4-异丙苯
或对甲异丙苯
4
三元相同烷基取代苯，有三种异构体：
CH3 CH3 CH3
(连三甲苯) 1,2,3-三甲苯
CH3 CH3
CH3 (偏三甲苯) 1,2,4-三甲苯
CH3
H3C
CH3
(均三甲苯) 1.3.5-三甲苯
苯分子结构及π电子云分布图
12
H
H H
π6 6
H H
H
13
•休克尔规则
在一个环形平面的离域体系中,当形成大л键的 л电子数符合 4n+2 (n=0,1,2,3…) 时, 该化合 物就具有芳香性,这一规则叫休克尔规则或4n+2 规则。
按此规则芳香性分子应具备三个条件： 1、分子必须为环状同平面。 2 、 构 成 环 的 原 子 必 须 都 是 SP2 杂 化 原 子 , 有 未 杂化的P轨道，能形成一个离域的π电子体系。 3、成环原子的P电子数等于4n+2（n为自然整 数）。
15
苯环上氢的亲电取代反应：苯环上 电子云密度高，易被亲电试剂进攻， 引起 C—H 键的氢被取代，称为亲 电取代反应。
16
亲电取代反应机理
苯与亲电试剂 E+ 作用时，生成 π 络合物，接着亲电试剂从苯环的 π 体系 中得到两个电子，生成 σ 络合物。此时， 这个碳原子由 sp2 杂化变成 sp3 杂化状 态，苯环中六个碳原子形成的闭合共轭
CH3 CH
CH3
异丙基苯
叔丁基苯
NO2
Cl
硝基苯
氯苯
2
二元相同烷基取代苯，有三种异构体：
芳香性判断技巧
芳香性判断技巧-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII一,芳香性判据——Hückel规则Hückel规则:一个单环化合物只要具有平面离域体系,它的π 电子数为4n+2(n=0,1,3,…整数),就有芳香性(当 n>7 时,有例外).对能看懂这篇文章的人说:苯有有芳香性,那就是废话了.非苯芳烃:凡符合Hückel规则,不含苯环的具有芳香性的烃类化合物,非苯芳烃包括一些环多烯和芳香离子等.二,一些非苯芳烃1.环多烯烃:(通式CnHn )又称作轮烯(也有人把n≥10 的环多烯烃称为轮烯).环丁烯,苯,环辛四烯和环十八碳九烯分别称[4]轮烯,[6]轮烯,[8]轮烯和[18]轮烯.它们是否具有芳香性,可按Hückel规则判断,首先看环上的碳原子是否均处于一个平面内,其次看π 电子数是否符合 4n+2.[18]轮烯环上碳原子基本上在一个平面内,π 电子数为 4n+2(n=4),因此具有芳香性.又如[10]轮烯,π 电子数符合 4n+2(n=2),但由于环内两个氢原子的空间位阻,使环上碳原子不能在一个平面内,故无芳香性.2,芳香离子:某些烃无芳香性,但转变成离子后,则有可能显示芳香性.如环戊二烯无芳香性,但形成负离子后,不仅组成环的 5 个碳原子在同一个平面上,且有 6 个π 电子(n=1),故有芳香性.与此相似,环辛四烯的两价负离子也具有芳香性.因为形成负离子后,原来的碳环由盆形转变成了平面正八边形,且有 10 个π 电子(n=2),故有芳香性.环戊二烯负离子其它某些离子也具有芳香性,例如,环丙烯正离子(Ⅰ),环丁二烯两价正离子(Ⅱ)和两价负离子(Ⅲ),环庚三烯正离子(Ⅳ).因为它们都具有平面结构,且π 电子数分别位 2,2,6,6,符合 4n+2(n 分别位0,0,1,1).具有芳香性的离子也属于非苯芳烃.3,稠环体系:与苯相似,萘,蒽,菲等稠环芳烃,由于它们的成环碳原子都在同一个平面上,且π 电子数分别为 10 和 14,符合 Hückel 规则,具有芳香性.虽然萘,蒽,菲是稠环芳烃,但构成环的碳原子都处在最外层的环上,可看成是单环共轭多烯,故可用 Hückel 规则来判断其芳香性.与萘,蒽,等稠环芳烃相似,对于非苯系的稠环化合物,如果考虑其成环原子的外围π 电子,也可用 Hückel 规则判断其芳香性.例如,薁(蓝烃)是由一个五元环和一个七元环稠合而成的,其成环原子的外围π 电子有 10 个,相当于[10]轮烯,符合 Hückel 规则(n=2),也具有芳香性.三.π 电子数的计算也许你在做题目的时候对于π 电子数的计算弄糊涂了,比如:觉得怎么同是N原子怎么有时候要把它的孤对电子算进去,有时候又不要呢.我以前就是这样的,现在基本知道判断芳香性了,只是有点经验,有些具体原理我还是不懂.下面是我的一些心得体会,若有错误还请留言指正.下面用的例子中的杂原子是N,其他原子类推.吡咯的N的孤对电子要算进去,在家两双键上的4个电子,共有6电子,有芳香性.吡啶中N原子上连有双键,N上孤对电子不能算进去,三双键共轭,共有6个π电子,有芳香性.两个N都与双键相连,孤对电子也都不算,还是6个π电子有一个N与双键相连,有一个没有.按以上的思路,与双键相连的N上的孤对电子不算进去,而右边的N原子上的孤对电子要算进去,结果也是6个π电子这种结构的也具有芳香性,看起来这个七元环没有达到共轭结构,我的也是经验,两双键中间隔了一个碳正离子,你就把这个碳正离子去掉再来计算π电子数,也是6个.注意:若隔的是碳负离子就不能这样了,一定要是碳正离子才可以这样算.这个和上面那个有点相似,但隔的是碳负离子,一个碳负离子算2个电子,图中有2个碳负离子,还有3个双键,有10个π电子.图中左边,一双键连接两个环,可以写出它的共振体,当然尽量往有芳香性的写,而且芳香性的环稳定,贡献大.这样下面的五元环有6π电子,上面的三元环有2π电子.都有芳香性.因为三键中两π键互相垂直,孤只有一个能与其他双键共轭,。
芳香性判定
（个人感悟详细版）芳香性:环状闭合共轭体系,π电子高度离域,具有离域能,体系能量低,较稳定.在化学性质上表现为易进行亲电取代反应,不易进行加成反应和氧化反应,这种物理,化学性质称为芳香性. 一,芳香性判据——Hückel规则Hückel规则:一个单环化合物只要具有平面离域体系,它的π 电子数为4n+2(n=0,1,3,…整数),就有芳香性(当n>7 时,有例外).对能看懂这篇文章的人说:苯有有芳香性,那就是废话了.非苯芳烃:凡符合Hückel规则,不含苯环的具有芳香性的烃类化合物,非苯芳烃包括一些环多烯和芳香离子等.二,一些非苯芳烃1.环多烯烃:(通式CnHn )又称作轮烯(也有人把n≥10 的环多烯烃称为轮烯).环丁烯,苯,环辛四烯和环十八碳九烯分别称[4]轮烯,[6]轮烯,[8]轮烯和[18]轮烯.它们是否具有芳香性,可按Hückel规则判断,首先看环上的碳原子是否均处于一个平面内,其次看π 电子数是否符合4n+2.[18]轮烯环上碳原子基本上在一个平面内,π 电子数为4n+2(n=4),因此具有芳香性.又如[10]轮烯,π 电子数符合4n+2(n=2),但由于环内两个氢原子的空间位阻,使环上碳原子不能在一个平面内,故无芳香性.2,芳香离子:某些烃无芳香性,但转变成离子后,则有可能显示芳香性.如环戊二烯无芳香性,但形成负离子后,不仅组成环的 5 个碳原子在同一个平面上,且有 6 个π 电子(n=1),故有芳香性.与此相似,环辛四烯的两价负离子也具有芳香性.因为形成负离子后,原来的碳环由盆形转变成了平面正八边形,且有10 个π 电子(n=2),故有芳香性.环戊二烯负离子其它某些离子也具有芳香性,例如,环丙烯正离子(Ⅰ),环丁二烯两价正离子(Ⅱ)和两价负离子(Ⅲ),环庚三烯正离子(Ⅳ).因为它们都具有平面结构,且π 电子数分别位2,2,6,6,符合4n+2(n 分别位0,0,1,1).具有芳香性的离子也属于非苯芳烃.3,稠环体系:与苯相似,萘,蒽,菲等稠环芳烃,由于它们的成环碳原子都在同一个平面上,且π 电子数分别为10 和14,符合Hückel 规则,具有芳香性.虽然萘,蒽,菲是稠环芳烃,但构成环的碳原子都处在最外层的环上,可看成是单环共轭多烯,故可用Hückel 规则来判断其芳香性.与萘,蒽,等稠环芳烃相似,对于非苯系的稠环化合物,如果考虑其成环原子的外围π 电子,也可用Hückel 规则判断其芳香性.例如,薁(蓝烃)是由一个五元环和一个七元环稠合而成的,其成环原子的外围π 电子有10 个,相当于[10]轮烯,符合Hückel 规则(n=2),也具有芳香性.三.π 电子数的计算也许你在做题目的时候对于π 电子数的计算弄糊涂了,比如:觉得怎么同是N原子怎么有时候要把它的孤对电子算进去,有时候又不要呢.我以前就是这样的,现在基本知道判断芳香性了,只是有点经验,有些具体原理我还是不懂.下面是我的一些心得体会,若有错误还请留言指正.下面用的例子中的杂原子是N,其他原子类推.吡咯的N的孤对电子要算进去,在家两双键上的4个电子,共有6电子,有芳香性.（成环的四个碳原子和一个杂原子都是sp2杂化，所以你看的图中 N还要再连接一个H. N总共5个电子，连接了三个达到八电子饱和故其还有一对电子对未画出，所以是两个双键4个再加N的一对孤电子对2个总共六个）吡啶中N原子上连有双键,N上孤对电子不能算进去,三双键共轭,共有6个π电子,有芳香性.(貌似是一个原子提供一个π电子既然已经双键提供过一次就只算一次跟三键有点类似)两个N都与双键相连,孤对电子也都不算,还是6个π电子（跟刚才上面解释差不多相当于3个双键）有一个N与双键相连,有一个没有.按以上的思路,与双键相连的N上的孤对电子不算进去,而右边的N原子上的孤对电子要算进去,结果也是6个π电子（上面三个题的组合即没有双键的N提供电子对有双键的按提供一个所以是两个双键加一个电子对的2个π电子共六个）这种结构的也具有芳香性,看起来这个七元环没有达到共轭结构,我的也是经验,两双键中间隔了一个碳正离子,你就把这个碳正离子去掉再来计算π电子数,也是6个.注意:若隔的是碳负离子就不能这样了,一定要是碳正离子才可以这样算.（遇到这种没双键的但是有正负电子的我一般是先数双键然后数几个折角即连接处然后是正的话减去减去正的个数是负的话加上负的个数理论依据是正电荷的话使其sp杂化而负电荷的话使其sp2杂化）这个和上面那个有点相似,但隔的是碳负离子,一个碳负离子算2个电子,图中有2个碳负离子,还有3个双键,有10个π电子.（理由同上）图中左边,一双键连接两个环,可以写出它的共振体,当然尽量往有芳香性的写,而且芳香性的环稳定,贡献大.这样下面的五元环有6π电子,上面的三元环有2π电子.都有芳香性.（遇到这种先拆开难理解的双键然后再分成若干小原子团）因为三键中两π键互相垂直,孤只有一个能与其他双键共轭,（貌似是无机的知识三键算一个双键）。
非苯芳烃讲解
单环轮烯p电子数，只计周边
两点注意： 1. 不仅看p电子数，有时可能因键角张力太大 或基团拥挤而无法共平面可能导致无芳香性。
H H A B C
A, B因角张力太大 不能共平面—无芳香性 C因环内质子拥挤，非键 斥力太大—不能存在，
2. 芳香稳定性——是相对于它们相应的定域键化合物 而言，并非都如苯一样稳定，事实上，有些在常温 下也是不稳定的。
2
m = 3,5,7……，奇数个p电子，总有一个未成对（自由基） m = 4,8,12……(4n),m/2-1个成键轨道，还有两个p电子在 非键轨道上，各占一个轨道。自旋平行，→ 双自由 基—极不稳定，电子的离域不但没有使分子稳定化， 反而大大提高能量→“反芳香性” m = 6,10…… 4n+2, 正好填满m/2个成键轨道，能量最低— —”芳香性”。
NMR证明其存在， 正电荷分散到苯环上
3). 五元环六电子—芳香性
酸性，Ka = 10-15 H (CH3)3COH + (CH3)3CONa H Ka = 10-45 H H Na+
Ph Ph Ph
Ph 原因 Ph Ph
Ph Ph Ph
Ph Ph Ph
μ= 6.3D出乎意料的大 烃类极性本应很小
两个环都满足 芳香性要求。
4). 七元环六电子—芳香性：
H Br2 H H Br H - HBr H H Br
Br-
产物不溶于乙醇， 而溶于水；+ AgAgBr 以正离子稳定存在
5). 八元环，十电子—芳香性
+ 2Na
2Na+
U4+
2.大环芳香化合物
轮烯 组成碳环的原子共平面 含4n+2个p电子 14, 18, 22, 26…… 芳香性
芳香性判断
芳香性:环状闭合共轭体系,π电子高度离域,具有离域能,体系能量低,较稳定.在化学性质上表现为易进行亲电取代反应,不易进行加成反应和氧化反应,这种物理,化学性质称为芳香性. 一,芳香性判据——Hückel规则Hückel规则:一个单环化合物只要具有平面离域体系,它的π电子数为4n+2(n=0,1,3,…整数),就有芳香性(当 n>7 时,有例外).对能看懂这篇文章的人说:苯有有芳香性,那就是废话了.非苯芳烃:凡符合Hückel规则,不含苯环的具有芳香性的烃类化合物,非苯芳烃包括一些环多烯和芳香离子等.二,一些非苯芳烃1.环多烯烃:(通式CnHn )又称作轮烯(也有人把 n≥10 的环多烯烃称为轮烯).环丁烯,苯,环辛四烯和环十八碳九烯分别称[4]轮烯,[6]轮烯,[8]轮烯和[18]轮烯.它们是否具有芳香性,可按Hückel规则判断,首先看环上的碳原子是否均处于一个平面内,其次看π电子数是否符合 4n+2.[18]轮烯环上碳原子基本上在一个平面内,π电子数为 4n+2(n=4),因此具有芳香性.又如[10]轮烯,π电子数符合 4n+2(n=2),但由于环内两个氢原子的空间位阻,使环上碳原子不能在一个平面内,故无芳香性.2,芳香离子:某些烃无芳香性,但转变成离子后,则有可能显示芳香性.如环戊二烯无芳香性,但形成负离子后,不仅组成环的 5 个碳原子在同一个平面上,且有 6 个π电子(n=1),故有芳香性.与此相似,环辛四烯的两价负离子也具有芳香性.因为形成负离子后,原来的碳环由盆形转变成了平面正八边形,且有 10 个π电子(n=2),故有芳香性.环戊二烯负离子其它某些离子也具有芳香性,例如,环丙烯正离子(Ⅰ),环丁二烯两价正离子(Ⅱ)和两价负离子(Ⅲ),环庚三烯正离子(Ⅳ).因为它们都具有平面结构,且π电子数分别位 2,2,6,6,符合4n+2(n 分别位0,0,1,1).具有芳香性的离子也属于非苯芳烃.3,稠环体系:与苯相似,萘,蒽,菲等稠环芳烃,由于它们的成环碳原子都在同一个平面上,且π电子数分别为 10 和 14,符合 Hückel 规则,具有芳香性.虽然萘,蒽,菲是稠环芳烃,但构成环的碳原子都处在最外层的环上,可看成是单环共轭多烯,故可用 Hückel 规则来判断其芳香性.与萘,蒽,等稠环芳烃相似,对于非苯系的稠环化合物,如果考虑其成环原子的外围π电子,也可用 Hückel 规则判断其芳香性.例如,薁(蓝烃)是由一个五元环和一个七元环稠合而成的,其成环原子的外围π电子有 10 个,相当于[10]轮烯,符合 Hückel 规则(n=2),也具有芳香性.三.π电子数的计算也许你在做题目的时候对于π电子数的计算弄糊涂了,比如:觉得怎么同是N原子怎么有时候要把它的孤对电子算进去,有时候又不要呢.我以前就是这样的,现在基本知道判断芳香性了,只是有点经验,有些具体原理我还是不懂.下面是我的一些心得体会,若有错误还请留言指正.下面用的例子中的杂原子是N,其他原子类推.吡咯的N的孤对电子要算进去,在家两双键上的4个电子,共有6电子,有芳香性.吡啶中N原子上连有双键,N上孤对电子不能算进去,三双键共轭,共有6个π电子,有芳香性. 两个N都与双键相连,孤对电子也都不算,还是6个π电子有一个N与双键相连,有一个没有.按以上的思路,与双键相连的N上的孤对电子不算进去,而右边的N原子上的孤对电子要算进去,结果也是6个π电子这种结构的也具有芳香性,看起来这个七元环没有达到共轭结构,我的也是经验,两双键中间隔了一个碳正离子,你就把这个碳正离子去掉再来计算π电子数,也是6个.注意:若隔的是碳负离子就不能这样了,一定要是碳正离子才可以这样算.这个和上面那个有点相似,但隔的是碳负离子,一个碳负离子算2个电子,图中有2个碳负离子,还有3个双键,有10个π电子.图中左边,一双键连接两个环,可以写出它的共振体,当然尽量往有芳香性的写,而且芳香性的环稳定,贡献大.这样下面的五元环有6π电子,上面的三元环有2π电子.都有芳香性.因为三键中两π键互相垂直,孤只有一个能与其他双键共轭,http://206.108.48.51/forumdisplay.php?fid=63。
第七章芳香烃
7.1.2 按苯环数目和结合方式分类
按苯环数目分类：单环芳烃、 多环芳烃 、非苯芳烃
CH(CH3)2
CH3
苯
间甲基异丙苯
萘
菲
蒽
芘
苯并芘 （强效致癌物质）
3
联苯 三苯基甲烷
反-二苯乙烯
[18]-轮烯 富勒烯 (非苯芳烃)
4
7.2 苯的结构 7.2.1 苯的结构研究历史
1825年，Faraday从路灯照明燃气凝结液中 分离出来，测定实验式CH。 1833年，确定分子式C6H6，有下列反应。
OCH3 CH3
主要产物
COOH NO2
主要产物
CH3 CI
混合物
36
(3)苯环上原有两个取代基对引入第三个取代基的定 位作用不一致，两个取代基属不同类定位基时，这时 第三个取代基进入苯环的位置主要由第一类定位基定 位：
NHCOCH3 COOH O2N CH3
在考虑第三个取代基进入苯环的位置时，除考虑 原有两个取代基的定位作用外，还应该考虑空间位 阻，如 3-乙酰氨基苯甲酸的 2 位取代产物很少。
Ⅰa
CH3
+
H E
+
CH3
Ⅰc
Ⅰb
+
H E
CH3
CH3 或 H E
+
进攻对位：
CH3
+
CH3 H E
Ⅱc
+
H E
Ⅱ
H E
Ⅱb
Ⅱa
CH3
CH3
+
CH3
+
进攻间位：
+ H或 E
CH3 H +E
Ⅲc
H
E
芳香性判断技巧
芳香性判断技巧The final revision was on November 23, 2020一,芳香性判据——Hückel规则Hückel规则:一个单环化合物只要具有平面离域体系,它的π 电子数为4n+2(n=0,1,3,…整数),就有芳香性(当 n>7 时,有例外).对能看懂这篇文章的人说:苯有有芳香性,那就是废话了.非苯芳烃:凡符合Hückel规则,不含苯环的具有芳香性的烃类化合物,非苯芳烃包括一些环多烯和芳香离子等.二,一些非苯芳烃1.环多烯烃:(通式CnHn?)又称作轮烯(也有人把n≥10 的环多烯烃称为轮烯).环丁烯,苯,环辛四烯和环十八碳九烯分别称[4]轮烯,[6]轮烯,[8]轮烯和[18]轮烯.它们是否具有芳香性,可按Hückel规则判断,首先看环上的碳原子是否均处于一个平面内,其次看π 电子数是否符合 4n+2.[18]轮烯环上碳原子基本上在一个平面内,π 电子数为 4n+2(n=4),因此具有芳香性.又如[10]轮烯,π 电子数符合 4n+2(n=2),但由于环内两个氢原子的空间位阻,使环上碳原子不能在一个平面内,故无芳香性.2,芳香离子:某些烃无芳香性,但转变成离子后,则有可能显示芳香性.如环戊二烯无芳香性,但形成负离子后,不仅组成环的 5 个碳原子在同一个平面上,且有 6 个π 电子(n=1),故有芳香性.与此相似,环辛四烯的两价负离子也具有芳香性.因为形成负离子后,原来的碳环由盆形转变成了平面正八边形,且有 10 个π 电子(n=2),故有芳香性.环戊二烯负离子其它某些离子也具有芳香性,例如,环丙烯正离子(Ⅰ),环丁二烯两价正离子(Ⅱ)和两价负离子(Ⅲ),环庚三烯正离子(Ⅳ).因为它们都具有平面结构,且π 电子数分别位 2,2,6,6,符合4n+2(n 分别位0,0,1,1).具有芳香性的离子也属于非苯芳烃.3,稠环体系:与苯相似,萘,蒽,菲等稠环芳烃,由于它们的成环碳原子都在同一个平面上,且π 电子数分别为 10 和 14,符合 Hückel 规则,具有芳香性.虽然萘,蒽,菲是稠环芳烃,但构成环的碳原子都处在最外层的环上,可看成是单环共轭多烯,故可用 Hückel 规则来判断其芳香性.与萘,蒽,等稠环芳烃相似,对于非苯系的稠环化合物,如果考虑其成环原子的外围π 电子,也可用 Hückel 规则判断其芳香性.例如,薁(蓝烃)是由一个五元环和一个七元环稠合而成的,其成环原子的外围π 电子有 10 个,相当于[10]轮烯,符合 Hückel 规则(n=2),也具有芳香性.三.π 电子数的计算也许你在做题目的时候对于π 电子数的计算弄糊涂了,比如:觉得怎么同是N原子怎么有时候要把它的孤对电子算进去,有时候又不要呢.我以前就是这样的,现在基本知道判断芳香性了,只是有点经验,有些具体原理我还是不懂.下面是我的一些心得体会,若有错误还请留言指正.下面用的例子中的杂原子是N,其他原子类推.吡咯的N的孤对电子要算进去,在家两双键上的4个电子,共有6电子,有芳香性.吡啶中N原子上连有双键,N上孤对电子不能算进去,三双键共轭,共有6个π电子,有芳香性.两个N都与双键相连,孤对电子也都不算,还是6个π电子有一个N与双键相连,有一个没有.按以上的思路,与双键相连的N上的孤对电子不算进去,而右边的N原子上的孤对电子要算进去,结果也是6个π电子这种结构的也具有芳香性,看起来这个七元环没有达到共轭结构,我的也是经验,两双键中间隔了一个碳正离子,你就把这个碳正离子去掉再来计算π电子数,也是6个.注意:若隔的是碳负离子就不能这样了,一定要是碳正离子才可以这样算.这个和上面那个有点相似,但隔的是碳负离子,一个碳负离子算2个电子,图中有2个碳负离子,还有3个双键,有10个π电子.图中左边,一双键连接两个环,可以写出它的共振体,当然尽量往有芳香性的写,而且芳香性的环稳定,贡献大.这样下面的五元环有6π电子,上面的三元环有2π电子.都有芳香性.因为三键中两π键互相垂直,孤只有一个能与其他双键共轭,。
《芳烃及非苯芳烃》课件
非苯芳烃可以根据其取代基和官能团的不同进行分类，如烯基、烷基、卤素、硝基等。这些不同的取代基和官能 团可以影响非苯芳烃的物理和化学性质。
非苯芳烃的合成方法
总结词
非苯芳烃可以通过多种合成方法获得。
详细描述
非苯芳烃可以通过多种化学反应合成，如烷基化反应、酰化反应、氧化反应等。这些合成方法可以根 据需要选择，以获得具有特定结构和性质的产物。
化工原料
01
02
芳烃是化工原料的重要组成部分，用于生产多种化学品，如苯酚、苯 胺、乙酸酐等。
非苯芳烃同样也是重要的化工原料，可用于生产农药、染料、香料等 精细化学品。
高分子材料合成
芳烃是合成高分子材料的重要 单体，如聚酯、聚酰胺和聚氨
酯等。
02
01
非苯芳烃也可以用于合成高分子 材料，如聚乙烯吡啶、聚苯乙烯
《芳烃及非苯芳烃》课件
目录
• 芳烃简介 • 芳烃的性质 • 非苯芳烃介绍 • 非苯芳烃的性质 • 芳烃与非苯芳烃的应用 • 芳烃与非苯芳烃的发展趋势与展望Fra bibliotek1芳烃简介
定义与特性
01
02
定义
特性
芳烃是一类具有芳香族特性的烃类化合物，通常具有闭合的环状结构 。
芳烃具有特殊的芳香族气味，化学性质稳定，不易发生氧化、水解等 反应。
04
非苯芳烃的性质
物理性质
熔点
非苯芳烃的熔点通常较高，因为它们具有较大的 分子量和较高的共轭程度。
沸点
由于非苯芳烃的分子间作用力较强，其沸点也较 高。
溶解性
非苯芳烃的溶解性取决于其分子结构，有些非苯 芳烃可以溶于有机溶剂，而有些则不易溶。
化学性质
加成反应
非苯芳烃可以发生加成反应，例如与氢、卤素等发生加成反应。
一、芳香性的概念一般所谓的芳香性化合物大多具有下列几
芳 烃一、芳香性的概念一般所谓的芳香性化合物大多具有下列几个特点。
⑴较高的碳/氢比例 许多芳香族化合物都有较高的碳/氢之比。
比如苯和萘。
相对而言， 在脂肪族化合物中，除少数几个化合物和炔烃外，绝大部分的碳/氢比例都较低。
⑵键长的平均化 芳香性分子具有比正常的碳碳双键的键长稍长的双键和比正常的碳 碳单键的键长稍短的单键。
无芳香性的多烯分子中单键和双键的键长特征很明显，芳香性分 子的碳碳键长位于单双键之间，苯环中6 个碳碳键长相等，环中并无单键双键之分。
⑶分子的共平面性 具有芳香性的分子的一个显著特征是环上原子的平面性或几乎平 面性的排列。
有平面结构的化合物并不都是有芳香性的，但芳香性总是伴随着一定程度的平 面性。
⑷共轭性 苯环上的6 个π电子在所有的碳原子上离域而相互交盖并得到稳定， 其稳定 化的程度可用离域能或共轭能表示。
只要分子是有芳香性的，它必定由于电荷离域而具有正 的共轭能，反之，反芳香性分子和非芳香性分子则由于电荷离域而分别具有负共轭能和零共 轭能。
⑸特征光谱 芳香体系的振动光谱和电子光谱与脂肪体系及简单的共轭体系有明显的 差异。
如苯环的紫外光谱上有184nm,202nm（K 带）和 254nm（B 带）三个特征峰；红外光 谱上分别在 30003100， 1600， 1570， 1500， 10001100cm 1 等区域及指纹区有特征峰。
1 HNMR 谱则是芳香性分子表现出特殊现象的最明显标志。
⑹化学性质 早期所谓芳香性即是指苯的化学反应性的总称，认为具有芳香性特征的 分子都是具有特殊稳定性的环结构不易被破坏的环状化合物。
如，甲苯易氧化为苯甲酸但环 结构得到保留。
芳香族化合物中都含有不饱和键，但它们似乎具有饱和性，很难发生加成反 应，一般仅发生取代反应，这和一般的不饱和化合物明显不同。
由于芳香性化合物所显示的性质范围如此广泛， 以至于很难用一个简单的定义把上述各 性质归纳起来。
芳香性判断技巧
一，芳香性判据——Hu ckel规则H u ckel规则：一个单环化合物只要具有平面离域体系，它的n电子数为4n+2（n=0,1,3, ••整数），就有芳香性（当n>7时,有例外）.对能看懂这篇文章的人说:苯有有芳香性，那就是废话了•非苯芳烃:凡符合Huckel规则,不含苯环的具有芳香性的烃类化合物，非苯芳烃包括一些环多烯和芳香离子等•二，一些非苯芳烃1.环多烯烃:（通式CnHn ）又称作轮烯（也有人把n》10的环多烯烃称为轮烯）.环丁烯,苯,环辛四烯和环十八碳九烯分别称［4］轮烯,［6］轮烯,［8］轮烯和［18］轮烯.它们是否具有芳香性，可按Huckei规则判断,首先看环上的碳原子是否均处于一个平面内，其次看n 电子数是否符合4n+2.［18］轮烯环上碳原子基本上在一个平面内，n电子数为4n+2（n=4）,因此具有芳香性.又如［10］轮烯，n电子数符合4n+2（n=2）,但由于环内两个氢原子的空间位阻，使环上碳原子不能在一个平面内，故无芳香性.2,芳香离子:某些烃无芳香性，但转变成离子后，则有可能显示芳香性•如环戊二烯无芳香性，但形成负离子后，不仅组成环的5个碳原子在同一个平面上，且有6个n电子（n=1）,故有芳香性.与此相似，环辛四烯的两价负离子也具有芳香性•因为形成负离子后，原来的碳环由盆形转变成了平面正八边形，且有10个n电子（n二2）,故有芳香性环戊二烯负离子其它某些离子也具有芳香性，例如，环丙烯正离子（I）,环丁二烯两价正离子（n）和两价负离子（川）,环庚三烯正离子（W ）.因为它们都具有平面结构，且n电子数分别位2,2,6,6,符合4n+2（n 分别位0,0,1,1）.具有芳香性的离子也属于非苯芳烃.3,稠环体系:与苯相似,萘,蔥,菲等稠环芳烃,由于它们的成环碳原子都在同一个平面上，且n电子数分别为10和14,符合Huckel规则，具有芳香性. 虽然萘,蔥,菲是稠环芳烃，但构成环的碳原子都处在最外层的环上，可看成是单环共轭多烯,故可用Huckel规则来判断其芳香性.与萘,蔥,等稠环芳烃相似，对于非苯系的稠环化合物，如果考虑其成环原子的外围n 电子,也可用Huckel规则判断其芳香性.例如,薁（蓝烃）是由一个五元环和一个七元环稠合而成的，其成环原子的外围n电子有10个,相当于［10］轮烯,符合Huckel规则（n=2）,也具有芳香性.三• n电子数的计算也许你在做题目的时候对于n电子数的计算弄糊涂了，比如:觉得怎么同是N原子怎么有时候要把它的孤对电子算进去，有时候又不要呢•我以前就是这样的，现在基本知道判断芳香性了，只是有点经验，有些具体原理我还是不懂.下面是我的一些心得体会，若有错误还请留言指正.下面用的例子中的杂原子是N,其他原子类推.吡咯的N的孤对电子要算进去,在家两双键上的4个电子,共有6电子，有芳香性.吡啶中N原子上连有双键,N上孤对电子不能算进去,三双键共轭,共有6个n电子, 有芳香性.两个N都与双键相连，孤对电子也都不算，还是6个n电子有一个N与双键相连，有一个没有.按以上的思路，与双键相连的N上的孤对电子不算进去，而右边的N原子上的孤对电子要算进去，结果也是6个n电子这种结构的也具有芳香性, 看起来这个七元环没有达到共轭结构, 我的也是经验两双键中间隔了一个碳正离子，你就把这个碳正离子去掉再来计算n电子数，也是 6 个. 注意: 若隔的是碳负离子就不能这样了, 一定要是碳正离子才可以这样算.这个和上面那个有点相似, 但隔的是碳负离子, 一个碳负离子算2个电子, 图中有2个碳负离子,还有3个双键,有10个n电子.图中左边, 一双键连接两个环, 可以写出它的共振体, 当然尽量往有芳香性的写, 而且芳香性的环稳定，贡献大.这样下面的五元环有6 n电子，上面的三元环有2n 电子. 都有芳香性.因为三键中两n键互相垂直，孤只有一个能与其他双键共轭,。
有机化合物的芳香性.
环戊二烯负离子轨道表示式
环戊二烯负离子轨道结构
环庚三烯正离子
环庚三烯正离子盐如溴化物具有芳香性。环庚三烯正离子 是容易从氯化环庚三烯得到的，它的水溶性和IR光谱都表明了 它的稳定性和对称性。
Br
现在我们知道，在芳香性分子中的芳环上，每个碳原 子各以 sp2杂化轨道相互交盖连结，构成环状平面，处在同
一环平面上的每个碳原子还剩下一个未杂化的 p原子轨道，
这些p轨道轴相互平行，于是相互间发生交盖重叠，构成所 谓“芳香大 π 键”，所有的 π 电子成为环绕整个环平面上下
运动的电子流，完全失去了它的定域性。这种芳香大π键又
薁具有明显的 极性，其中五元环 是负电性的，七元 环是正电性的。
+
_
NMR研究证明蓝烃的芳香性。蓝烃分子的化学活性相当 于一个活泼的芳香化合物。亲电取代很容易地发生在 1(3)位置 上，亲核取代发生在 4(8)位置上。蓝烃似乎不发生加成反应。 这样的化学活性也表明此烃的芳香性。
多环芳烃电子数的计算方法
杯烯(Calicene)
富勒烯与C60
称为非定域键(离域键).由于芳香大π键中的π电子离域的结果， 导致体系能量降低，键长平均化，环稳定性增加。这就是所
谓的芳香性。但目前，芳香性这个概念早已扩大到了非苯型
体系。
2. 休克尔规则
1931年，德国化学家休克尔（E. Hü ckel）用简单的分子轨 道计算指出，只有当π电子为4n+2的体系，它们的成键轨道在 基态时全部充满电子（有的还充满非键轨道），具有与惰性气 体相类似的结构，使体系趋于稳定，具有芳香性，从而提出了 一个判断芳香性体系的规则，称为休克尔规则，也叫做休克尔 4n+2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。 成环原子共平面或接近于平面，平面扭转不大于0.1nm; 环状闭合共轭体系; 环上π电子为4n+2的体系(n= 0、1、2、3……)；
芳香性判断技巧
一,芳香性判据——Hückel规则Hückel规则:一个单环化合物只要具有平面离域体系,它的π 电子数为4n+2(n=0,1,3,…整数),就有芳香性(当 n>7 时,有例外).对能看懂这篇文章的人说:苯有有芳香性,那就是废话了.非苯芳烃:凡符合Hückel规则,不含苯环的具有芳香性的烃类化合物,非苯芳烃包括一些环多烯和芳香离子等.二,一些非苯芳烃1.环多烯烃:(通式CnHn )又称作轮烯(也有人把n≥10 的环多烯烃称为轮烯).环xx,苯,环辛四烯和环十八碳九烯分别称[4]轮烯,[6]轮烯,[8]轮烯和[18]轮烯.它们是否具有芳香性,可按Hückel规则判断,首先看环xx的碳原子是否均处于一个平面内,其次看π 电子数是否符合 4n+2.[18]轮烯环xx碳原子基本xx在一个平面内,π 电子数为 4n+2(n=4),因此具有芳香性.又如[10]轮烯,π 电子数符合 4n+2(n=2),但由于环内两个氢原子的空间位阻,使环xx碳原子不能在一个平面内,故无芳香性.2,芳香离子:某些烃无芳香性,但转变成离子后,则有可能显示芳香性.如环戊二烯无芳香性,但形成负离子后,不仅组成环的 5 个碳原子在同一个平面xx,且有 6 个π 电子(n=1),故有芳香性.与此相似,环辛四烯的两价负离子也具有芳香性.因为形成负离子后,原来的碳环由盆形转变成了平面正八边形,且有 10 个π 电子(n=2),故有芳香性.环戊二烯负离子其它某些离子也具有芳香性,例如,环丙烯正离子(Ⅰ),环xx两价正离子(Ⅱ)和两价负离子(Ⅲ),环庚三烯正离子(Ⅳ).因为它们都具有平面结构,且π电子数分别位 2,2,6,6,符合 4n+2(n 分别位0,0,1,1).具有芳香性的离子也属于非苯芳烃.3,稠环体系:与苯相似,萘,蒽,菲等稠环芳烃,由于它们的成环碳原子都在同一个平面xx,且π 电子数分别为 10 和14,符合Hückel 规则,具有芳香性.虽然萘,蒽,菲是稠环芳烃,但构成环的碳原子都处在最外层的环xx,可看成是单环共轭多烯,故可用Hückel 规则来判断其芳香性.与萘,蒽,等稠环芳烃相似,对于非苯系的稠环化合物,如果考虑其成环原子的外围π 电子,也可用Hückel 规则判断其芳香性.例如,薁(蓝烃)是由一个五元环和一个七元环稠合而成的,其成环原子的外围π 电子有 10 个,相当于[10]轮烯,符合Hückel 规则(n=2),也具有芳香性.三.π 电子数的计算也许你在做题目的时候对于π 电子数的计算弄糊涂了,比如:觉得怎么同是N原子怎么有时候要把它的孤对电子算进去,有时候又不要呢.我以前就是这样的,现在基本知道判断芳香性了,只是有点经验,有些具体原理我还是不懂.下面是我的一些心得体会,若有错误还请留言指正.下面用的例子xx的杂原子是N,其他原子类推.吡咯的N的孤对电子要算进去,在家两双键xx的4个电子,共有6电子,有芳香性.吡啶xxN原子xx连有双键,Nxx孤对电子不能算进去,三双键共轭,共有6个π电子,有芳香性.两个N都与双键相连,孤对电子也都不算,还是6个π电子有一个N与双键相连,有一个没有.按以xx的思路,与双键相连的Nxx的孤对电子不算进去,而右边的N原子xx的孤对电子要算进去,结果也是6个π电子这种结构的也具有芳香性,看起来这个七元环没有达到共轭结构,我的也是经验,两双键xx间隔了一个碳正离子,你就把这个碳正离子去掉再来计算π电子数,也是6个.注意:若隔的是碳负离子就不能这样了,一定要是碳正离子才可以这样算.这个和xx面那个有点相似,但隔的是碳负离子,一个碳负离子算2个电子,图xx有2个碳负离子,还有3个双键,有10个π电子.图xx左边,一双键连接两个环,可以写出它的共振体,当然尽量往有芳香性的写,而且芳香性的环稳定,贡献大.这样下面的五元环有6π电子,xx面的三元环有2π电子.都有芳香性.因为三键xx两π键互相垂直,孤只有一个能与其他双键共轭,。
第七章 芳烃(一)
1,3,5-三甲苯 (均三甲苯)
(4) 对结构复杂或支链上有官能团的化合物,也可把支 链作为母体,苯环当作取代基命名.
CH3 CH3 -CH2 -CH-CH-CH3
2-甲基-3-苯基戊烷
CH=CH2
C=CH
CH3 -C=CHCH3
苯乙烯 (乙烯基苯)
苯乙炔
2-苯基-2-丁烯
(5) 芳基,苯基,苄(bian)基
•四个电子离域分布在五个碳原子所形成的(缺电子) 共轭体系中.
放热反应
苯亲电取代反应的能量示意图
假设生成的加成产物:
H + Br2 Br Br H
8.36 kJ/mol
吸热反应
CH2=CH2 + Br2
BrCH2—CH2Br -122.06 kJ/mol
取代反应
Br + Br2
例2
SO2Cl + 2 ClSO3 H + H2SO4 + HCl
•该反应是在苯环上引入一个氯磺酸基(-SO2Cl)，因 此叫做氯磺化反应。
FeB r3
+ HBr
-45.14 kJ/mol 放热反应
•实际上,芳烃并不发生上述的加成反应.而容易发生 放热反应 取代反应.
总结——芳烃亲电取代反应机理表示如下:
+
+Hale Waihona Puke E快+ E
络合物
络合物
•为简化起见：在反应式中，一般常把 络合物 这一步略去不写。
(1) 卤化反应
Cl + Cl2 FeCl3 + HCl
(1) 单环芳烃——分子中只含有一个苯环
CH3
CH=CH2
苯
非苯芳烃及芳香性判据
非苯芳烃及芳香性判据教学目标：了解非苯芳烃的结构特征及性质，掌握芳香性判据即休克尔（Hückel）规则。
{插入化学家小传}教学重点：休克尔规则判断化合物或离子是否具有芳香性教学安排：G>G12；30min1—基本概念：芳香性：环状闭合共轭体系，π电子高度离域，具有离域能，体系能量低，较稳定。
在化学性质上表现为易进行亲电取代反应，不易进行加成反应和氧化反应，这种物理、化学性质称为芳香性。
一、芳香性判据——休克尔规则是不是具有芳香性的化合物一定要含有苯环？德国化学家休克尔而从分子轨道理论的角度，对环状化合物的芳香性提出了如下的规则，即休克尔规则：一个单环化合物只要具有平面离域体系，它的π 电子数为4n+2（n=0，1，3，…整数），就有芳香性（当n＞7 时，有例外）。
其中n相当于简并的成键轨道和非键轨道的组数（如图）。
苯有六个π 电子，符合4n+2 规则，六个碳原子在同一平面内，故苯有芳香性。
而环丁二烯、环辛四烯的π 电子数不符合4n+2 规则，故无芳香性。
凡符合休克尔规则，具有芳香性。
不含苯环的具有芳香性的烃类化合物称作非苯芳烃，非苯芳烃包括一些环多烯和芳香离子等。
二、轮烯环多烯烃（通式C n H n）又称作轮烯（也有人把n≥10 的环多烯烃称为轮烯）。
环丁烯、苯、环辛四烯和环十八碳九烯分别称[4]轮烯、[6]轮烯、[8]轮烯和[18]轮烯。
它们是否具有芳香性，可按休克尔规则判断，首先看环上的碳原子是否均处于一个平面内，其次看π 电子数是否符合4n+2。
[18]轮烯环上碳原子基本上在一个平面内，π 电子数为4n+2（n=4），因此具有芳香性。
又如[10]轮烯，π 电子数符合4n+2（n=2），但由于环内两个氢原子的空间位阻，使环上碳原子不能在一个平面内，故无芳香性。
非苯芳烃及芳香性判据三、芳香离子某些烃无芳香性，但转变成离子后，则有可能显示芳香性。
如环戊二烯无芳香性，但形成负离子后，不仅组成环的5 个碳原子在同一个平面上，且有6 个π 电子（n=1），故有芳香性。
非苯系环状化合物芳香性的简单判定方法
Ｈｉ ｅ 的 ４ ２规 则 在一 定 范 围 内不 但 可 以判 断 单环 共 轭 多烯 烃 的芳 香 性 ， 且 可 以推 ｔｋｌ ｎ＋ ｃ 而 广到 多 环烃 、 环烃 和某 些 杂 环化 合物 芳 香性 的判断 ， 萘 、 、 等 。然 而 ４ 稠 如 蒽 菲 ｎ＋２规则 有 其局 限 Ｉ ３。首先 ，ｎ＋ 生＿ Ｊ ４ ２规 则 仅适 用 于 ｎ＜ ５的平 面单环 共 轭烯 烃 。研究 表 明 ， 有 ２ 含 ２个 ７ 电子 ｒ 的单 环烯 烃芳 香 性极 为 微 弱 ， 有 ２ 含 ６个 以上 ７ ｒ电子 的单 环 烯 烃 则 完 全 无 芳 香 性 。 因为 决 定 芳 香 大 ７键 能否 形成 ， 了 ７ ｒ 除 ｒ电子数 目这个 重 要 因素外 ， 子 的立 体构 型 ， 分 即环上 碳 原 子是 否 共 平 面也 是重 要 的 。Ｍｉｏ ｓ ｗ指 出 ， 过 ｌ ｌ 超 ８个 ７ 电子 数 的单 环 多 烯烃 ， ｒ 由于环 内氢原 子 数 的增
１３ 年 ，．ＨＵｋｌ 用分 子 轨道 法研 究 了单 环共 轭多烯 的 ７ ９１ Ｅ ｃｅＥ运 ３ ２ ｒ电子 能级 ， 出 了判别 化 提
合物芳香性的（ｎ＋ ） ｎ ０ １２ ３ …）ｒ ４ ２ （ ： ， ，， ， ７ 电子规则 ， Ｈｉ ｅ 规则。其 内容是 ： ｓ 即 ｔｋｌ ｃ 在 ｐ 杂化
化 合 物的 仃 电子 数 。 １ １ 碳 原 子组 成 的平 面单环 化 合物 ７电子 的计 算 ． ｒ
平 面碳环化合物中， 碳原子一般为 ｓ ｐ 杂化 ， 每个碳原子 的 ３ ｓ 杂化轨道参 与形成分 个 ｐ 子 平 面 的 键 ， 道 中 占据 １ 电子 ， Ｐ轨 个 而形 成 环 ７键 的正 是 由多个 垂 直环 平 面 的 Ｐ轨 道侧 面 ｒ
芳烃及非苯芳烃
1
2
3
联苯及其衍生物 （简讲）
工业： 2
3'
700~800℃ 4' 通过铁管 5'
2' 2 1' 1 6' 6
3 4
5 + H2
实验室： 2
I + 2 Cu
+ 2CuI
苯取代苯 :苯基为最弱的 O,P 基. 取代时,主要进入对位,也有少量邻位产物. 两苯环可饶 C-C 键自由旋转,当有取代基时旋转有 限制,形成异构体.
二 ：萘的化学性质
无色片状，特殊臭味，常用卫生球为粗萘，
易取代，与苯相比易加成。
(一):取代反应 (比苯容易,芳香性比苯弱)
1: 卤代
Br
+ Br2 100℃
+ HBr
α -溴代萘
不用催化剂,比苯活泼.
2: 硝化
HNO3,H2SO4 室温
NO2
+
NO2
(苯硝化须加热)
95%
Zn/HCl 还原
5% NH2
α -萘胺
3: 磺化
60℃
SO3H α -萘磺酸
+ H2SO4
165℃
165℃
SO3H β -萘磺酸
α 位空间阻力大,不稳定,但生成速度快,低温以α 位 为主; 高温时,β 位也易生成,稳定,以β 位为主.
4: 付氏烷基化产率低,无价值.
(三) 氧化反应 (比苯容易)
O
+ O2 V2O5 400℃
§7-1 芳香性
芳香性：
化合物具有的环稳定,易亲电取代, 难加成,难氧化的性质，称为芳香性。
芳香性判椐---休克尔规则 (1)环状共平面,即原子SP2杂化; (2) ∏电子数符合(4n+2). 注:n=0,1,2……整数;二条件同时具备.
第6章_芳香烃
—CONH2
取代基名称
羧基
磺酸基
烃氧羰基 卤甲酰基 氨基甲酰基
母体名称
酸
磺酸
酯
酰卤
酰胺
取代基结构
—CHO
—C=O
—OH
—NH2
—OR
取代基名称
甲酰基
氧代
羟基
氨基
烃氧基
母体名称
醛
酮
醇(酚)
胺
醚
Practice More:
OCH3
OCH3
COOH
NO2 Br
NO2 Br
Cl
CH3 CHO H2N SO3H H2N COOCH3
O CH3C +
+
AlCl4-
O CCH3 + HCl + AlCl3
An acyl cation does not rearrange
6.3.5 氯甲基化反应
CH2OH CH2Cl
+ H2CO + HCl
ZnCl2 60oC
HCl
+ H2O
甲醛
苯甲醇（苄醇）
苄氯（79%）
H O + H Cl H
6.3.3 磺化反应
SO3H + H2SO4（浓） 50~60 。 C
苯磺酸（56％）
SO3H 66%发烟H2SO4
SO3H
间苯二磺酸
SO3H
CH3
+
CH3 H2SO4
35
CH3 SO3H
+
C
SO3H
H + O O S O 慢
SO3 H2SO4
H
SO3H + HSO4
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
非苯芳烃及芳香性判据
教学目标：了解非苯芳烃的结构特征及性质，掌握芳香性判据即休克尔（Hückel）规则。
{插入化学家小传}
教学重点：休克尔规则判断化合物或离子是否具有芳香性
教学安排：G
>G12；30min
1—
基本概念：芳香性：环状闭合共轭体系，π电子高度离域，具有离域能，体系能量低，较稳定。
在化学性质上表现为易进行亲电取代反应，不易进行加成反应和氧化反应，这种物理、化学性质称为芳香性。
一、芳香性判据——休克尔规则
是不是具有芳香性的化合物一定要含有苯环？德国化学家休克尔而从分子轨道理论的角度，对环状化合物的芳香性提出了如下的规则，即休克尔规则：一个单环化合物只要具有平面离域体系，它的π 电子数为4n+2（n=0，1，3，…整数），就有芳香性（当n＞7 时，有例外）。
其中n相当于简并的成键轨道和非键轨道的组数（如图）。
苯有六个π 电子，符合4n+2 规则，六个碳原子在同一平面内，故苯有芳香性。
而环丁二烯、环辛四烯的π 电子数不符合4n+2 规则，故无芳香性。
凡符合休克尔规则，具有芳香性。
不含苯环的具有芳香性的烃类化合物称作非苯芳烃，非苯芳烃包括一些环多烯和芳香离子等。
二、轮烯
环多烯烃（通式C n H n）又称作轮烯（也有人把n≥10 的环多烯烃称为轮烯）。
环丁烯、
苯、环辛四烯和环十八碳九烯分别称[4]轮烯、[6]轮烯、[8]轮烯和[18]轮烯。
它们是否具有芳香性，可按休克尔规则判断，首先看环上的碳原子是否均处于一个平面内，其次看π 电子数是否符合4n+2。
[18]轮烯环上碳原子基本上在一个平面内，π 电子数为4n+2（n=4），因此具有芳香性。
又如[10]轮烯，π 电子数符合4n+2（n=2），但由于环内两个氢原子的空间位阻，使环上碳原子不能在一个平面内，故无芳香性。
非苯芳烃及芳香性判据
三、芳香离子
某些烃无芳香性，但转变成离子后，则有可能显示芳香性。
如环戊二烯无芳香性，但形成负离子后，不仅组成环的5 个碳原子在同一个平面上，且有6 个π 电子（n=1），故有芳香性。
与此相似，环辛四烯的两价负离子也具有芳香性。
因为形成负离子后，原来的碳环由盆形转变成了平面正八边形，且有10 个π 电子（n=2），故有芳香性。
环戊二烯负离子
其它某些离子也具有芳香性，例如，环丙烯正离子（Ⅰ），环丁二烯两价正离子（Ⅱ）和两价负离子（Ⅲ），环庚三烯正离子（Ⅳ）。
因为它们都具有平面结构，且π 电子数分别位2，2，6，6，符合4n+2（n 分别位0，0，1，1）。
具有芳香性的离子也属于非苯芳烃。
四、稠环体系
与苯相似，萘、蒽、菲等稠环芳烃，由于它们的成环碳原子都在同一个平面上，且π 电子数分别为10 和14，符合Hückel 规则，具有芳香性。
虽然萘、蒽、菲是稠环芳烃，但构成环的碳原子都处在最外层的环上，可看成是单环共轭多烯，故可用Hückel 规则来判断其芳香性。
与萘、蒽、等稠环芳烃相似，对于非苯系的稠环化合物，如果考虑其成环原子的外围π 电子，也可用Hückel 规则判断其芳香性。
例如，薁（蓝烃）是由一个五元环和一个七元环稠合而成的，其成环原子的外围π 电子有10 个，相当于[10]轮烯，符合Hückel 规则（n=2），
也具有芳香性。
薁的偶极矩为 3.335×10-30C·m，其中环庚三烯带有正电荷，环戊二烯带有负电荷，可看成是由环庚三烯正离子和环戊二烯负离子稠合而成的，两个环分别有 6 个电子，所以稳定，是典型的非苯芳烃。
五、关键词
非苯芳烃，芳香性判据，休克尔规则，轮烯，芳香离子。