第7章 多环芳烃和非苯芳烃(答案)
第 七 章 多环芳烃和非苯芳烃(答案)
1
1. 写出下列化合物的构造式。
（1）α-萘磺酸 （2）β-萘胺 （3）三苯甲烷
（1）
SO 3H
（2）
NH 2
（3）
C H
2. 命名下列化合物。
(2)
(1)
H 2C
(3)
CH 3
C 2H 5
HO 3S
Br
NO 2
(1) 二苯基甲烷 (2) 5-甲基-8-乙基-2-萘磺酸 (3) 1-硝基-5-溴萘
3. 用箭头表示下列化合物发生一元硝化反应时硝基进入苯环的主要位置(一个或几个)。
(1)
OCH 3
(2)
CH 3
(3)
CN
4. 完成下列反应。
( )
( )
( )
( )
O O
O NO 2
SO 3H
SO 3H
5. 用甲苯、萘以及其他必要试剂合成下列化合物。
第 七 章 多环芳烃和非苯芳烃(答案)
2
(1)
H 2C
Cl
H 2C
Cl
CH 2Cl
CH 3
2
3
无水AlCl 3
H 2C
(2)
Br
2
Br 2
3H 2SO 4
NO 2
Br
NO 2
6. 下列结构中具有芳香性的为：（ b e ）
a.
CH 2
b.
c.
d.
H
H
e.
第七章 多环芳烃
第七章 多环芳烃 1、 联苯及其衍生物 2、 稠环芳烃：萘、蒽、菲及其衍生物的结构和化学性质 1、 芳香体系与休克尔规则 基本要求： 1.熟练掌握稠环芳烃萘蒽等衍生物的命名。 2.熟练掌握萘的化学性质及萘环上亲电取代产物的定位规律。 3.掌握H ückel 规则，理解芳香性的概念，能应用H ückel 规则判断环状化合物的芳香性。 分子中含有多个苯环的烃称作多环芳烃。多环芳烃可分如下三种： 联苯和联多苯类：这类多环芳烃分子中有两个或两个以上的苯环直接以单键相联结。 稠环芳烃：这类多环芳烃分子中有两个或两个以上的苯环以共用两个碳原子的方式相互稠合。 多苯代脂肪类：这类多环芳烃可看作是脂肪烃中两个或两个以上的氢原子被苯基取代。 7.1联苯及其衍生物 联苯是两个苯环通过单键直接连接起来的二环芳烃。 其结构为： 联苯为无色晶体，熔点70℃，沸点254℃。不溶于水而溶于有机溶剂。因其沸点高和具有很好的热稳定性，所以工业上常用它作热传导介质（热载体）。 联苯的化学性质与苯相似，在两个苯环上均可发生磺化、硝化等取代反应。联苯环上碳原子的位置采用下列所示的编号来表示： 联苯可看作是苯的一个氢原子被苯基取代，而苯基是邻对位定位基，所以，当联苯发生取代反应时，取代基进入苯的对邻位和对位。但由于邻位上的空间位阻较大，主要生成对位产物。 7.2稠环芳烃 有多个苯环共用两个或多个碳原子稠合而成的芳烃称为稠环芳烃。简单的稠环芳烃如萘、蒽、菲等。稠环芳烃最重要的是萘。 7.2.1萘(naphthalene) 萘的结构:平面结构，所有的碳原子都是sp 2杂化的，是大π键体系。 分子中十个碳原子不是等同的，为了区别，对其编号如下： 萘的一元取代物只有两种，二元取代物两取代基相同时有10种，不同时有14种。 萘的物理性质：萘是白色晶体，熔点80.5℃，沸点218℃，有特殊气味，易升华，不溶于水，易溶于热的气醇及乙醚，常用作防柱剂。萘在染料合成中应用很广，大部分用于制造邻苯二甲酸酐。 12345678109αβααα βββ1、4、5、8位又称为 位αβ2、3、6、7位又称为 位电荷密度αβ>
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；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），
第七章多环芳烃和非苯芳烃
第七章多环芳烃和非苯芳烃 一、 写出下列化合物的构造式。 1、α－萘磺酸 2、 β－萘胺 3、β－蒽醌磺酸 SO 3H NH 2 C C O O SO 3H 4、9－溴菲 5、三苯甲烷 6、联苯胺 Br CH NH 2 二、 命名下列化合物。 1. 2. C C O 3. SO 3H NO 2 4. CH 2 5. 6. CH 3 CH 3 OH NO 2 二苯甲烷 对联三苯 1，7－二甲基萘 三、 推测下列各化合物发生一元硝化的主要产物。 SO 3H SO 3H 1. HNO 3H 2SO 4 O 2N SO 3H NO 2 + 2. CH 3 H 2SO 4 HNO CH 3 NO 2
3. OCH 3H 2SO 4 NO 2 OCH 4. CN CN NO 2 3H 2SO 4 NO 2 CN 四、 回答下列问题： 1，环丁烯只在较低温度下才能生成，高于350K 即（如分子间发生双烯合成）转变为二聚体 , 已知它的衍生物二苯基环丁二烯，有三种异构体。上述现象说明什么？写出二苯环丁烯三种异构体的构造式。 解：环丁二烯π－电子为四个，具有反芳香性，很不稳定，电子云不离域。三种二苯基环丁二烯结构如下： Ph Ph Ph Ph Ph Ph 2，1，3，5，7－环辛四烯能使高锰酸钾水溶液迅速褪色，和溴的四氯化碳溶液作用得到C 8H 8Br 8。 （a 这两个共振结构式表示？ 解：不可以，因为1，3，5，7－辛环四烯不具有离域键，不能用共振结构式表示。 （c ）,用金属钾和环辛四烯作用即得到一个稳定的化合物2K +C 8H 8(环辛四烯二负离子)，这种盐的形成说明了什么？预期环辛四烯二负离子将具有怎样的结构？ 解：环辛四烯二负离子具有芳香性，热力学稳定，其结构为：
芳香性判断技巧修订版
芳香性判断技巧 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
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.
多环芳烃限量要求
邻苯二甲酸酯类化合物主要广泛用作塑料和橡胶等的增塑剂。 多环芳烃通常存在于石化产品、橡胶、塑料、润滑油、防锈油、不完全燃烧的有机化合物等物质中。 PAHS & PHTHALATE COMPLIANCE SPECIFICATION 多环芳烃化合物和邻苯二甲酸酯的符合规范 1.0Purpose & Scope 目的及范围 This Compliance Specification establishes Einhel l’s requirements to comply with requests of European Customers and the European Union’s Directives 76/769/EEC, Restrictions on the marketing and use of certain polycyclic aromatic hydrocarbons in extender oils and tyres and similar regulations that may be adopted by other countries. 本符合规范设定安海为符合欧洲客人要求及欧盟76/769/EEC指令及其他国家可能出台的相关法规的要求，对市场行销的限制和对某些多环芳烃化合物在混和油及轮胎中使用的限制。 2.0Statement of Compliance 符合声明 Einhell requests the supplier to sign this letter verifying compliance or non-compliance with PAHS & PHTHALATE . 安海要求供应商签署此规范以声明其产品是否符合多环芳烃化合物限制和邻苯二甲酸酯限制。 3.0Overview of PAHS 多环芳烃化合物限制概述 Following 16 substances are defined as PAHS: 以下16种物质为限制的多环芳烃化合物： -Acenaphthene (苊) -Acenaphthylene (苊烯) -Anthracene (蒽) -Benzo(a)antrhracene (苯并蒽) -Benzo(a)pyrene (苯并（a）芘) -Benzo (b)fluoranthene(苯并（b）荧蒽) -Benzo (g.h.i.)perylene (苯并 (g,h,i) 二萘嵌苯 ) -Benzo (k) fluoranthene (苯并（k）荧蒽) -Chrysene (屈) -Dibenzo (a,h) anthracene (二苯并（a, h）蒽) -Fluoranthene (荧蒽) -Fluorene (芴) -Ideno (123-cd) pyrene (茚并（1,2,2-cd）芘) -Naphthalene (萘) -Phenanthrene (菲) and 和 -Pyrene (芘) 4.0Overview of Phthalate 邻苯二甲酸酯限制概述Following 6 substances are defined as Phthalate: 以下6种物质为限制的邻苯二甲酸酯： -Diisononylphthalat 邻苯二甲酸二异壬酯-Di-(2-ethylhexyl)phthalate -Di-n-octylphthalat --Diisodecylphthalat邻苯二甲酸二异癸酯-Benzylbutylphthalat 邻苯二甲酸苄丁酯-Dibuthylphthalat邻苯二甲酸二丁酯 5.0General Compliance Requirements 基本的符合要求 All products delivered to EINHELL do not exceed below concentration level of PAHS & Phthalate. The maximum concentration levels are agreed by major industrial organizations in Europe. Two categories must be distinguished: 交付安海的全部产品的多环芳烃化合物和邻苯二甲酸酯都不能超出以下含量，该最大含量已通过欧洲主要工业机构的认可，两种分类应值得注意：
苯 芳香烃
苯芳香烃 【内容分析】 本节课的内容位于化学必修2的第三章的第二节———来自石油和煤的两种基本化工原料。苯是一种重要的有机化工原料，苯又是芳香烃化合物中最简单、最基本的一个物质，掌握了苯的性质可以为后面选修5中系统的研究芳香烃及其衍生物打下良好的基础。其中，苯结构中特殊的化学键决定了苯的化学性质是教学的重点内容，但真正用杂化轨道理论及价键理论中的大∏键来解释苯分子的结构那又是选修3中的内容，所以此时只要引导学生结合前面第一章中所学的化学键的知识，把苯中的化学键理解为是介于单双键之间的一种特殊的化学键即可。 同时，学习必要的化学实验技能，体验和了解化学科学研究的一般过程和方法，是新课标的要求，因此在这里有必要借助一些有关苯的性质的实验来讨论一些重要实验装置的作用，以培养学生的实验技能，但实验设计要考虑到苯的毒性。 【教学目标】 知识与技能：知道苯的分子结构，了解苯的来源和物理性质，了解苯的可燃性、稳定性、取代反应等化学性质及主要用途和毒性。 过程与方法：通过实物展示、学生自学及实验动画演示了解苯的物理性质；通过对苯分子式的可能结构的分析，然后实验探究，再根据提供的信息资料分析最后得出苯的特殊结构，体验科学探究的过程；通过实验演示、实验录像及动画模拟，理解苯的化学性质，同时通过重要实验装置的探讨培养实验技能；通过学生上网查阅资料、同学的生活经验介绍以及老师组织的讨论来了解苯的用途、毒性和减少苯对人体伤害的措施。 情感态度与价值观：通过多样化的教学手段来激发学习兴趣，培养学生严谨求实、自主探究的科学精神；通过对“谁发现了苯的结构？”史实真实性的追究，培养学生实事求是、诚实质朴的科学品质。 【教学重难点】 苯的结构探究；了解苯的化学性质。 教学计划：二课时 教学用具：投影仪、实验仪器和试剂 教案设计： 第一课时 【引言】前面一段时间我们已经学习了烷烃、烯烃和炔烃，今天，我们开始探讨一类新的烃。首先我们了解有关的化学史资料： 【讲述】苯的发现史：苯是怎样被发现的呢？19世纪欧洲许多国家都使用煤气照明，煤气通常是压缩在桶里贮运的，人们发现这种桶里总有一种油状液体，但长时间无人问津。英国科学家法拉第对这种液体产生浓厚兴趣，他用蒸馏的方法将这种油状液体分离，得到另一种液体。这种液体实际上就是苯― 一种无色油状液体。 【ppt展示】一瓶纯净的苯 【讲述】那么本节课就让我们来研究一下苯。 【板书】第五节苯芳香烃 【dvd实验展示】 【实验一】取一瓶苯，让学生直接观察苯的颜色、状态。 【实验二】在试管中倒入少量苯，放在盛有冰水混合物的容器中，观察现象。 【实验三】在试管中加入1mL苯，再加入2mL水，振荡，观察现象。 （结合课本的阅读，由学生总结苯的物理性质）
有机化学各大名校考研真题第七章 多环芳烃与非苯芳烃
第七章多环芳烃与非苯芳烃1.以奈为原料合成维生素K3. O CH3 O 解：以奈为原料合成维生素K3有以下几步 (1)OH K2C2O7 H+ O O (2)O O [H] OH OH (3)OH OH 3 CH3I OH CH3 (4)OH OH CH3K 2 C2O7 H+ O CH3 O 2.由指定的原料和必要的试剂合成下列化合物 HC CH3 CH3 CH3 解。各步反应如下
CH 3CH 2CH 2Cl 3 O O O AlCl 3 CH(CH 3)2 COCH 2CH 2COOH CH(CH 3)2 CH(CH 3)2 CH 2CH 2CH 2COOH Zn-Hg HCl SOCl 2 CH(CH 3)2 CH 2CH 2CH 2COCl AlCl 3 (H 3C)2HC O CH 3MgBr (H 3C)2HC H 3 C OMgBr - (H 3C)2HC H 3C Pb-C 脱氢 (H 3C)2HC H 3C 3从2-甲基奈合成1-溴-7甲基奈。 解；合成步骤如下所示： CH 浓 H 2SO 4 Br 2Fe TM 4,完成下列反应，写出主要产物 H 2SO 4(1)NaOH (2)H + (2) (1) 解：根据奈与H2SO4磺化反应在高温下发生磺化反应，有； H 2SO 4 SO 3H OH H + 所以(1)为SO 3H ，（2）为 OH 5.完成下列反应 H 3C NO 3+ Br 2 Fe 粉
解：联苯的性质与苯的性质类类似，在此反应中，甲基是第一类定位基，硝基是第二类定位基，取代反应后，溴进入甲基的邻对位，所以得到取代产物 为 Br H3C NO3 . 6.完成下列反应； H2SO4 165℃ (1)Na2SO4 (2)NaOH,(3)H (K) (J) 解；根据奈的磺化反应可知J为SO3H ；J经过一系列反应后 可知K为OH ；K与混酸发生硝化反应，因为羟基是邻对位定 位基，在β位上，所以硝基只能取代在与它相邻的α位上，从而得到L为OH NO3 。 7.完成下列反应。 OH 2Br2 解；根据奈环的取代规律，卤代产物为OH Br 。 8.命名下列化合物； (1) OH O2N（2） N+(CH3)3Cr （3）N N (4) CH CHCOOH
7-第七章----多环芳烃与非苯芳-烃-4学时(参考模板)
第七章 多 环 芳 烃与非苯芳 烃 学习要求： 1．掌握萘、蒽、菲的结构。 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。 3．理解芳香性概念、芳香性的判别、休克尔规则。 4．了解非苯芳烃的类型和代表物及反芳香性。 5．了解致癌烃、煤焦油的组成。 计划课时数 4课时 重点：萘、蒽、菲的结构。 难点：芳香性的判别、休克尔规则。 教学方法 采用多媒体课件、模型和板书相结合的课堂讲授方法。 引言 多 环 芳 烃 芳烃按其结构可分类如下： §7.1 联苯 对热很稳定，当它和二苯醚以２６．５：７３．５混合时，受热到４００℃时也不分解，所以广泛的用作高温传热液体． §7.2稠环芳烃 2CH 3 CHCH 32CH 3CH 2苯系芳烃非苯芳烃单环芳烃 多环芳烃联苯 稠环芳烃 多苯代脂烃 苯乙苯异丙苯苯乙烯联苯对三联苯萘 蒽 二苯甲烷 环戊二烯负离子环庚三烯正离子薁
7.2.1萘 （一）萘的结构 平面结构，所有的碳原子都是sp 2 杂化的，是大π键体系。 分子中十个碳原子不是等同的，为了区别，对其编号如下： 萘的一元取代物只有两种，二元取代物两取代基相同时有10种，不同时有14种。 （二）萘的反应和用途 1． 加成反应 萘比苯易加成，在不同的条件下，可发生部分或全部加氢。 2． 氧化反应 萘比苯易氧化 3． 取代反应 （1）消化 萘与混酸在常温下就可以反应，产物几乎全是α-硝基萘。 存在于煤焦油中，白色闪光状晶体，熔点80.6, ℃,沸点218有特殊气味,能挥发并易升华,不溶于水。 萘是重要的化工原料. 。也常用作防蛀剂（如卫生球） 0.142nm 说明萘环中各碳原子 的P 轨道重叠的程度不完全相同，稳定性不如苯。1234 567810 9αβα αα βββ1、4、5、8位又称为 位αβ2、3、6、7位又称为 位电荷密度αβ >+ 2H 2Pd / C 3H 2四氢化萘十氢化萘 O O O 2+ 9O 2V O 400~550℃ + 4CO 2 + 4H 2O 邻苯二甲酸酐 重要的有机化工原料N H 2 4+C OOH C OOH 含邻、对位基时同环氧化NO 24+含间位基时异环氧化
第六章苯与芳香烃6-1.用次氯酸叔丁脂(t-BuOCl)对甲苯进行一元氯化
第六章 苯与芳香烃 6-1．用次氯酸叔丁脂（t-BuOCl ）对甲苯进行一元氯化反应，写出这工反应的反应式。已知该反应按自由基链式反应机理进行，试写出这个反应的引发阶段与链式传递阶段的反应式。 解：苯环相对稳定，而与苯环直接连接的碳上的α氢原子却由于苯环的影响较活泼，容易被卤代，一元氯化反应的反应式为： CH 3 +t-BuOCl 2Cl +t-BuOH 链引发阶段的反应式： t-BuOCl hv +Cl t-BuO 链传递阶段的反应式： + CH 3 CH 2 t-BuO t-BuOCl + CH 2Cl CH 2 + t-BuO 6-2．对下列反应提出合理的分步的反应机理。 H + CH 3 CH CH 2 解：反应各步的反应机理为： 1 CH CH 2 H + CH CH 3 +
2 CH3 4 CH CH2 CH3 CH H CH3 -H+ 6-3．写出下列反应的机理。 O R R OH R R H3O 解：此反应机理如下：
O R R H+ OH+ R R OH R R + 碳正离子重排 OH R R 6-4．写出下列反应的机理。 C CH3CH2 H3C CH3 H3C 解，此反应机理如下：1. C CH3CH2 H+ C CH3 CH 3 + 2. 3 2 C CH3
3. H 3C CH 3 H CH3 4. H 3C CH 3 H 3C -H + 6-5．写出下列反应的机理。 COOH COOH NO 2HNO 3 24? 解，反应机理如下： 1. HO NO 2 ? +OH 2 NO 2 H 2O +NO 2 2. NO 2 + NO 2 COOH COOH 3.
邢其毅《基础有机化学》(第3版)(上册)名校考研真题-苯和芳香烃 芳香亲电取代反应(圣才出品)
第11章苯和芳香烃芳香亲电取代反应 一、选择题 1．下面的化合物进行硝化反应的速度顺序是（）。[华中科技大学2000研] A．（3）＞（4）＞（2）＞（1） B．（3）＞（2）＞（4）＞（1） C．（4）＞（2）＞（3）＞（1） D．（4）＞（3）＞（1）＞（2） 【答案】A 【解析】给电子基的给电子能力越强，苯环上的硝化反应越快；吸电子基的吸电子能力越强，硝化反应越慢。 2．下面化合物的正确名称是（）。[华中科技大学2000研] A．对甲基苯磺酰胺 B．N-甲基对甲苯磺酰胺 C．对甲苯甲基苯磺酰胺 D．甲氨基对甲苯磺酰胺 【答案】B 【解析】取代基中含磺酰胺基，要以苯磺酰胺作为主体命名。
3．苯甲醚在邻位进行硝化反应时，其中间体的极限结构对共振杂化体贡献最大的是（）。[天津大学2000；大连理工大学2004研] 【答案】C 【解析】（C）中的正电荷位于与甲氧基相连的碳原子上，甲氧基的给电子效应使正电荷分散，因此该极限结构比其他三种极限结构相对稳定，对共振杂化体的贡献最大。 4．反应的主要产物是（）。[武汉大学2001研] （D）（A），（B）等量（E）（A），（C）等量 【答案】B 【解析】氯原子为邻、对位定位基，因生成（A）时的空间位阻较大，故主要产物为（B）。 5．下列化合物，芳环上起亲核取代反应速率最快的是（）。[南京大学2003研]
【答案】C 【解析】与氯原子相连的碳原子带的正电荷越多，则亲核取代反应速率越快。硝基为吸电子基，使苯环上邻、对位电子云密度降低，正电荷增多，故（C）亲核反应速率最快。 6．下列化合物有芳香性的是（）。[华中科技大学2000研] 【答案】B，C 【解析】（B）项分子中有6个π电子，符合休克尔规则；（C）项中的七元环带一个单位正电荷，五元环带一个单位负电荷，这样七元环和五元环的π电子数都为6个，且在同一平面内，都符合休克尔规则。 7．下列化合物中有芳香性的是（）。[中国科学院-中国科学技术大学2001研] 【答案】A 【解析】（A）中有10个π电子数，符合休克尔规则。 8．薁的亲核取代反应容易发生在哪些位置上？（）[上海大学2004研]
第七章 多环芳烃
7．1联苯及其衍生物 7．2稠环芳烃 7．2．1萘及其衍生物 萘是有光亮的白色片状晶体，熔点80.2 o C ，沸点218 o C ，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚和苯等有机溶剂。燃烧时光亮弱、烟多。萘挥发性大，易升华，有特殊气味，具有驱虫防蛀作用，过去曾用于制作“卫生球”。近年来研究发现，萘可能有致癌作用，现使用樟脑取代萘制造卫生球。萘在工业上主要用于合成染料、农药等。萘的来源主要是煤焦油和石油。 1．萘的结构和萘的衍生物的命名 萘的分子式为C 10H 8，是由两个苯环共用两个相邻的碳原子稠合而成，两个苯环处于 同一平面上。萘分子中每个碳原子均以sp 2 杂化轨道与相邻的碳原子形成碳碳σ键，每个碳原子的p 轨道互相平行，侧面重叠形成一个闭合共轭大π键，因此同苯一样具有芳香性。但萘和苯的结构不完全相同，萘分子中两个共用碳上的p 轨道除了彼此重叠外，还分别与相邻的另外两个碳上的p 轨道重叠，因此闭合大π键电子云在萘环上不是均匀分布的，导致碳碳键长不完全等同，所以萘的芳香性比苯差。 萘分子中碳碳键长数据如下： 萘的芳香性不如苯还可通过离域能数据看出。苯的离域能为150.5kJ?mol -1 ，如果萘的芳香性和苯一样，萘的离域能应为苯的离域能的2倍，而事实上萘的离域能仅是 250kJ?mol -1 。 由于萘环上各碳原子的位置并不完全等同，因此萘的衍生物命名时，无论萘环上有几个取代基，取代基的位置都要注明。萘环的编号方法如下： 其中，1、4、5、8位置相同，称做α-位；2、3、6、7位置相同，称做β-位。 12345678 ααααβββ β CH 3CH 3 SO 3H NO 2甲基萘甲基萘硝基 萘磺酸--甲基萘甲基萘12--αβ--52-nm 0.1418nm 0.1415nm 0.1421nm 0.1363
芳香性判定
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.
第十一章 苯和芳香烃 芳香亲电取代反应
芳香类化合物是指从植物胶里取得的具有芳香气味的物质。现在人们把具有下列特殊稳定的不饱和环状化合物称为方向化合物： （1）从结构上看①芳香化合物一般都具有平面或接近平面的环状结构②键长趋于平均化③具有较高的C/H 比 （2）从性质上看①芳香化合物的芳环一般都难以氧化、加成②而易于发生亲电取代反应③具有特殊的光学性质，如芳环环外氢的化学位移处于NMR 低场，而环内氢处于高场等。 上述这些特点被称为芳香性。 1. 芳香烃的结构 1.1苯的结构和表达 1.1.1苯的结构 第十一章 苯和芳香烃 芳香亲电取代反应 120o 108pm 140pm
1.1.2苯的芳香性 环己烯的氢化热ΔH=-120kJ/mol，1,3-环己二烯的氢化热ΔH=-232kJ/mol（由于其共轭双键增加了其稳定性）。而苯的氢化热ΔH=-208kJ/mol。1,3-环己二烯失去两个氢变成苯时，不但不吸热，反而放出少量的热量。这说明：苯比相应的环己三烯类要稳定得多，从1,3-环己二烯变成苯时，分子结构已发生了根本的变化，并导致了一个稳定体系的形成。 苯难于氧化和加成，而易于发生亲电取代反应，与普通烯烃的性质有明显的区别。 1.2.3苯的表达 自1825年英国物理学家和化学家Farady M（法拉第）首先从照明气中分离出苯后，人们一直在探索苯结构的表达式。科学家们提出了各种有关苯结构式的假设；其中比较有代表性的苯的结构式有： 凯库勒式双环结构式棱形结构式向心结构式对位键结构式余键结构式 （凯库勒（杜瓦（拉敦保格（阿姆斯特朗、拜耳（克劳斯（悌勒 1865年提出）1866-1867年提出）1869年提出）1887-1888年提出）1888年提出）1899年提出）用内部带有一个圆圈的正六边形表示苯，圆圈强调了π电子的离域作用和电子云的均匀分布，它很好地说明了 碳碳键键长的均等性和苯环的完全对称性，但是这种方式用来表示其他方向体系时就不合适了，例如表示萘时很容 易造成误解，因为萘不是完全对称的分子，萘分子的碳碳键长也不是完全均等的。另外，圆圈没有说明π电子的数 目，萘分子的10个π电子用两个圆圈表示易误解成每个环有6个π电子而造成混淆。
芳香性
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. 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=0,1,2,3,…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 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.
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
苯和芳香烃
苯和芳香烃 [学习目标] 知识技能： （1）使学生了解芳香烃、芳香族化合物的概念。 （3）认识芳香烃的组成、结构。 （2）使学生了解甲苯、二甲苯的一些化学性质，并说明苯同系物与苯性质的差异。 （4）举例芳香烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。 能力培养： （1）通过从甲苯性质的学习，了解有机物分子中不同基团的相互影响的实例，提高分析研究有机物性质的能力。 （2）通过苯的同系物、芳香烃、芳香族化合物等概念的辨别和比较，提高有机概念的辨别能力。 思想情感： 通过芳香烃在生产和生活中的应用的学习，培养爱化学、用化学的兴趣，了解化学与生产、生活的紧密联系，学会用化学视角分析和观察自然和生活问题。 通过苯、芳香烃等在人类生活中的重要应用，让学生欣赏化学对人类生活所作的贡献。 重点、难点 本课时的重点芳香烃等概念的理解、甲苯等的化学性质的掌握。 [知识梳理] 知识点一、苯的结构与化学性质：（苯是最简单、最基本的芳香烃） 1、物理性质：苯是一种无色、有特殊气味的液体，密度比水小，不溶于水。 2、结构特点： ①苯分子为平面正六边形结构，分子中的6个碳原子构成正六边形，键角为120°， 分子中的6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内。 ②苯分子中碳碳键键长为1.40×10-10m，介于单键和双键之间。(独特的结构决定 其具有独特的性质) ③结构简式：或均可 ④六个碳原子完全等效，只有一种氢，苯的一氯代物只有一种，二氯代物有邻间对 三种。
3、化学性质：（组成上高度不饱和，结构比较稳定） 从苯的分子组成上看，具有很高的不饱和度，其性质应该同乙烯、乙炔相似，但实际上苯不能与溴的四氯化碳溶液、高锰酸钾酸性溶液反应，苯在化学性质上与烯烃和炔烃明显不同。说明苯的结构比较稳定，这是苯的结构和化学性质的特殊之处──“组成上高度不饱和，结构比较稳定”。 ①苯的稳定性(与烷烃相似)：表现在不能与溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液反应。 ②苯在空气中燃烧：燃烧现象：在空气中燃烧，燃烧时产生明亮的带有浓烟的火焰，这是由于苯分子里含碳的质量分数很大的缘故。 ③苯的取代反应（与烷烃相似）——卤代、硝化、磺化 苯与液溴在铁粉催化下发生取代反应 + Br2 FeBr Br + HBr 条件：液溴、铁粉做催化剂 苯与浓硝酸发生取代反应：（硝化反应） 条件：50℃～60℃、水浴加热、浓硫酸做催化剂、吸水剂。 ④苯的加成反应（与H2、Cl2) ： 苯在特殊条件下可与H2发生加成反应： + 3 H2 Ni 加热 条件：镍做催化剂、180℃~250℃的条件下 小结：在通常情况下苯的性质比较稳定，在一定条件下能发生氧化、加成、取代等反应。苯的化学性质——易取代、能氧化(燃烧)、难加成。 知识点二、苯的同系物： （由于苯基和烷基的相互影响，使其性质发生了一定的变化——更活泼） 1、基本概念： ①芳香族化合物：分子中含有苯环的有机化合物，如硝基苯、溴苯、苯乙烯等。 ②芳香烃：含有苯环的烃类，如甲苯、苯乙烯等。 ③苯的同系物：苯环上的H原子被烷基取代的产物，如甲苯、二甲苯等。通式：CnH2n-6(n≥6)结构特点：只含有一个苯环，苯环上连结烷基，从分子组成上看远未饱和。
芳香性理论
芳香性是一种化学性质，有芳香性的分子中，由不饱和键、孤对电子和空轨道组成的共轭系统具有特别的、仅考虑共轭时无法解释的稳定作用。可以将芳香性看作是环状离域和环共振的体现。一般认为在这些体系中的电子，可以自由在由原子组成的环形结构上运动（离域），这些环形结构含有单键和双键相间，离域的结果是环键的键级趋于均化，给予体系稳定作用。 芳香性的理论最初由凯库勒发展出来，是以六元的苯分子为原型建立起来。理论中的苯有两个共振形态，并有单键和双键相间，但理论上的两种苯（环己三烯）衍生物的这类异构体在实际上无法检测或分离出来，苯事实上是这两个异构体的“杂化体”，并且具有不考虑电子离域时无法解释的稳定性。 右上图中的双箭头于化学中代表共振的意思，但不代表该分子会变成那两个形态，反而是指该分子处于该两个形态的混合状态。事实上，那两个形态都不能代表分子实际的形态，但指出了电子大概的分布。由此可见，分子真实的形态就是那两个形态的融合，而它所发出的电磁波波长就是该两个形态所发出的平均长度。 用组成π键的电子密度分布的位置，来更准确地解释就是电子分布在分子的环的上、下。 数量必定是4n+2的定律，和肯定芳香族分子的环必定是平面。 芳香性化合物的特征[编辑] 被分类为芳香性的化合物通常有以下的条件： 1. 有一些离域电子组成一些π键，并且令整个环系统可以当成单与双键的组合； 2. 给出离域电子形成π键的原子需处于同一个平面； 3. 原子需组成一个环； 4. 组成π键的电子总数需为4n+2，即不是4的倍数的双数（休克尔规则）； 5. 可进行亲电芳香取代反应和亲核芳香取代反应。
苯就是一个较好的例子，它适合以上所有条件，并且有6个离域电子（即n=1）。有4n+2个π电子的化合物通常都是芳香性的。环丁二烯只有4个离域电子，所以不属于芳香性化合物。这些只有4n个π电子而又具近似平面结构的环状化合物称为反芳香性化合物。 非芳香族的有机物就叫做脂肪族，脂肪族没有芳香族具有的特殊的共振稳定作用。在受到与平面垂直的外磁场作用时，离域的π电子环电流产生的感应磁场可将整个空间划分为屏蔽区与去屏蔽区，可在核磁共振结果上显示出来。 在商业中最重要的芳香化合物就是苯和甲苯，每年产量极高。从石油中得到的苯和甲苯可用来做其他极有用的日用品材料，包括苯乙烯、苯酚、苯胺及尼龙。 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=0,1,2,3,…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