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LogsX
第七章 芳烃
第三节 非苯芳烃
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芳香性
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环结构上存在共轭的不饱和键
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但却不易发生加成与氧化反应
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相反更易进行亲电取代
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相对于开链共轭结构更加稳定
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环结构上存在共轭的不饱和键
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环丁二烯
环辛四烯
薁
环丙烯酮
无芳香性
无芳香性
有芳香性
有芳香性
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芳香性有无的判据 |
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Hückle规则
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成环原子共平面
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形成共轭回路
- 环上π电子总数4n+2
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成环原子共平面
(经验规则)
环上原子通常均需sp2或sp杂化，有垂直于环可参与共轭的p轨道
需计算单个原子π电子数加和
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共轭体系原子π电子数目的计算 |
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sp2杂化碳原子
基态
杂化态
nπ = 1
Σnπ = 2
Σnπ = 6
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共轭体系原子π电子数目的计算 |
-
sp2杂化杂原子
Σnπ = 6
Σnπ = 6
经典结构式中杂原子直接连接双键
经典结构式中杂原子旁侧仅有单键
nπ = 1
nπ = 2
N
N
吡啶
吡咯
噻吩
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共轭体系原子π电子数目的计算 |
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正负离子
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较中性原子相应增减，但单个原子π电子数目总在0-2范围之内
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较中性原子相应增减，但单个原子π电子数目总在0-2范围之内
Σnπ = 2
Σnπ = 6
有芳香性
稳定性略有增强
有芳香性
二茂铁
有芳香性
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实例 |
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共面 |
||||
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可共轭p轨道 |
||||
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π电子数 |
||||
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芳香性 |
2+
2-
Y
4
N
N
Y
8
N
N
Y
2
Y
Y
Y
10
Y
Y
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实例 |
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共面 |
|||
|
共轭回路 |
|||
|
π电子数 |
|||
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芳香性 |
Y
6
Y
Y
Y
6
Y
Y
N
6
N
Y
嘧啶
呋喃
吡喃
sp3
1e
1e
2e
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特殊情况：轮烯 |
Σnπ = 10
[10]-轮烯
环上原子不共面
无芳香性
Σnπ = 18
[18]-轮烯
共面
有芳香性
基本共面
有芳香性
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稠环体系芳香性的判断 |
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芳香性针对特定的环
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如无特别限定
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先判定最外圈大环
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若大环无芳香性，则小环各自判定
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只要有一个芳香环，分子往往会具备一定的芳香性
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先判定最外圈大环
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实际情况极为复杂
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实例 |
大环Σnπ = 10
有芳香性
大环无芳香性
左侧苯环有芳香性
薁
吲哚
大环Σnπ = 10
有芳香性
茚
实际反应时酸性更显眼
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环外重键的处理 |
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若环外存在不属于共轭回路的重键
判定时可利用共振论将重键人为拆成电荷分离单键
Σnπ = 2
有芳香性
Σnπ = 6
有芳香性
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环外重键的处理 |
Σnπ = 12
无芳香性
Σnπ = 10
有芳香性
权重更高
分子整体也具有芳香性
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环外重键的处理 |
杯烯
Σnπ = 2
有芳香性
Σnπ = 6
有芳香性