有机化学农科4芳香烃appt课件

1、第四章第四章 芳香烃芳香烃(Aromatic hydrocarbons)n4.1芳香烃的分类、构造及命名芳香烃的分类、构造及命名n4.2芳香烃的来源及物理性质芳香烃的来源及物理性质n4.3 芳香烃的化学性质芳香烃的化学性质n4.4 苯环上亲电取代的定位规律苯环上亲电取代的定位规律n4.5 多环芳烃多环芳烃n4.6 非苯芳烃非苯芳烃概述概述n芳香烃是一切芳香化合物的母体，是有机化合物的主要两大类之一。由于芳香化合物的分子中都含有一个根本构造C6H6即苯环构造，因此，将含有苯环的一类化合物称为芳香物。但随着有机化学的开展，发现许多不具有苯环构造，同样具有一些和芳香烃一样性质的的化合物，同时很多芳香

2、化合物并不具有芳香味。n如今芳香烃是指构造上具有某些特点(环状高度不饱和)并且有芳香性的一大类化合物。n芳香性：易发生取代反响，不易发生加成反响，不易氧化，不易开环的性质。4.1芳香烃的分类、构造及命名芳香烃的分类、构造及命名4.1.1芳香烃的分类芳香烃的分类 CH3CH苯及其同系物多核芳烃多苯脂烃联苯类稠环芳烃非苯芳烃芳香烃不含苯环，但具有苯的特性“芳香性”的碳环化合物4.1.2苯的构造苯的构造苯的特征苯的特征:(a) 分子式分子式C6H6, C:H=1:1 , 不饱和程度高不饱和程度高(b) 稳定性好稳定性好 可由煤在可由煤在1000C制取；不制取；不被被KMnO4氧化，不易发生加成反响。

3、氧化，不易发生加成反响。芳香族化合物的特性芳香族化合物的特性 芳香性芳香性(a) 苯环易发生取代，难发生加成反响苯环易发生取代，难发生加成反响 (b) 不易氧化不易氧化 (c) 苯环具有特殊稳定性苯环具有特殊稳定性 1. 苯的Kekul构造n1825年法拉弟(Faraday)从照明气中分别得到 n18651899年，提出了各种构造表达式Kekul, 1865Dewar, 18661867 Ladenburg, 1869Armstrong-Baeyer18871888 Claus , 1888Thiele , 1899最为人们所普遍接受的是共轭环己三烯苯最为人们所普遍接受的是共轭环己三烯苯 Ke

4、kul 苯能解释苯的一些景象：苯能解释苯的一些景象：(a) 苯的一取代物只需一种苯的一取代物只需一种(b) 苯可以加氢复原为环己烷苯可以加氢复原为环己烷 (c) 在光照条件下，苯可以和在光照条件下，苯可以和3分子氯气加成分子氯气加成 Kekul 苯苯BrBrBr+ H2催化剂3Cl2hvClClClClClClKekul苯构造式不能解释的景象：苯构造式不能解释的景象： n苯容易发生取代反响，却难于发生加成和氧化反响 n按照Kekul构造式，邻位二取代苯应该有两个异构体，但实践上只需一个 n苯的氢化热远低于环己三烯构造 BrBrBrBr环烯烃的氢化热环烯烃的氢化热氢化热氢化热( kJ/mol)+

5、 H2+ H2催化剂催化剂+ H2催化剂120232208120 3 = 360 (kJ/mol)360 208 = 152 (kJ/mol) 苯的稳定化能苯的稳定化能苯与假想的苯与假想的“环己三烯氢化热比较环己三烯氢化热比较 2. 苯的现代构造苯的现代构造n近代物理方法对苯构造的研讨结果近代物理方法对苯构造的研讨结果n苯的苯的6个碳原子构成平面正六边形个碳原子构成平面正六边形 n碳碳-碳键长均等，为碳键长均等，为 140 pmn一切键角均为一切键角均为120 Robinson 1925年年建议用如下表达式建议用如下表达式 3. 苯的分子轨道描画苯的分子轨道描画n6个碳原子都是sp2杂化 n未

6、参与杂化的p轨道带着一个电子垂直于环平面，构成一个闭合环状的大 键n6个原子轨道组成6个分子轨道 (其中3个是成键轨道，3个为反键轨道 )n在基态，6个电子都处于成键轨道上 n大 键的表示方法： 66COOHSO3HCOORCOXCONH2CNCHOCOOHNH2ORR4.1.3 苯及其衍生物的命名和异构苯及其衍生物的命名和异构当化合物分子中含有当化合物分子中含有2个以上官能团和取代基时，个以上官能团和取代基时，按以下顺序确定主官能团：按以下顺序确定主官能团：OH, NH2与苯环一同构成母体与苯环一同构成母体“苯酚、苯酚、“苯胺；苯胺；OH以前基团与苯环相连时，苯环作为取代基命名。以前基团与苯

7、环相连时，苯环作为取代基命名。ClNO2NOCH3氯苯 硝基苯 亚硝基苯 甲苯Chlorobenzene nitrobenzene nitrosobenzene methylbenzene(Toluene)一取代苯的命名一取代苯的命名苯环作为母体：苯环作为母体：X，NO2，NO，简单烷基，简单烷基苯环作为取代基苯环作为取代基lR之前基团与苯环相连时l带较长烷基或取代基较复杂时l分子中有多个苯环，以任一苯环为母体命名都有困难时l取代基上带官能团时CHOCO2HSO3H苯甲醛 苯甲酸 苯磺酸Benzaldehyde benzoic acid benzenesulfonic acidCH3CH(CH

8、2)4CH32苯基庚烷CH3CH2CHCHCH3CH32甲基3苯基戊烷CH2(CH2)5CH31苯基庚烷CHCH2苯乙烯Phenyl ethyleneCH2CH2CH1,2二苯基乙烷 三苯基甲烷1,2-diphenylethane triphenylmethane(Styrene)2. 二取代苯的命名二取代苯的命名n2个取代基一样(1,2- o- 邻；1,3- m- 间；1,4- p- 对)n2个取代基不同(确定主官能团)n多取代苯(确定主官能团，按最低系列原那么编号)CH3CH3CH3CH3CH3CH31,2二甲苯 1,3二甲苯 1,4二甲苯邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯ortho-Xylen

9、e meta-Xylene para-XyleneClOCH3BrNO22氯苯甲醚 1硝基3溴苯ClNO2O2N1,4-二硝基-2-氯苯2-chloro-1,4-dinitrobenzeneCH3CH3BrCHONH2HO2-氨基-5-羟基苯甲醛1,2-二甲基-4-溴苯2-amino-5-hydroxybenzaldehyde4-bromo-1,2-dimethylbenzene4.2芳香烃的来源及物理性质芳香烃的来源及物理性质4.2.1 芳香烃的来源芳香烃的来源1. 煤焦油的分馏煤焦油的分馏煤隔绝空气干馏10001300 C焦炭 + 煤气 + 煤焦油煤焦油分馏苯 + 甲苯 + 二甲苯 + 苯

10、酚 + 甲酚 + 萘煤焦油大约有煤焦油大约有350种不同的化合物种不同的化合物 。从。从1000吨的吨的煤炼焦中，可得煤炼焦中，可得6.5吨苯、吨苯、0.6吨甲苯和二甲苯吨甲苯和二甲苯 n在分馏中有约在分馏中有约40%的焦油经分馏蒸出的焦油经分馏蒸出n(1) 80170 轻油轻油(12%) 苯、甲苯、苯、甲苯、二甲苯二甲苯n(2) 170215 酚油酚油(23%) 苯酚、甲酚、苯酚、甲酚、二甲酚二甲酚n(3) 215230 萘油萘油(810%) 萘萘n(4) 230290 洗涤油洗涤油(810%) 萘、苊、萘、苊、芴芴n(5) 290350 蒽油蒽油(1825%) 蒽、菲残蒽、菲残留物焦油沥青

11、留物焦油沥青(约约55%) 2. 石油的芳构化石油的芳构化Pt,H23H2Pt,环化芳构化Pt,H23H2Pt,环化芳构化CH3CH3CH3Pt,高温异构化3H2Pt,芳构化CH3Pt,高温异构化3H2Pt,芳构化CH3CH3CH34.2.2芳香烃的物理性质芳香烃的物理性质(自学自学)CH2CH3CH2CH2CH3CH(CH3)2EthylbenzenePropylbenzeneCumeneIsopropylbenzeneCHCH2CCH(bp 136 )(bp 159 )(bp 152 )(bp 142 )(bp 145 )StyrenePhenylacetylenePhenylehtene

12、Phenylethyne煤焦油中的芳烃煤焦油中的芳烃CH3CH3CH3BenzeneTolueneXyleneIndeneNaphthaleneBiphenylAnthraceneFluorenePhenanthrene(mp 101 )(mp 116 )(mp 216 )(mp 80 )(mp 71 )(bp 182 )(bp 80 )(bp 111 )(bp ortho,144 ;meta,139 ; para,138 )4.3 芳香烃的化学性质芳香烃的化学性质n从分子式看苯C6H6是一个高度不饱和化合物，但其化合才干与脂肪族不饱和化合物相比有显著的差别。苯的不饱和性表现得极不显著，苯即使

13、在加热条件下与KMnO4混合也不被氧化，不与HBr、H2SO4等发生加成反响。而是在催化剂的作用下，分子中的氢原子被溴原子或磺酸基所取代亲电取代反响。n坚持苯的环体系的不变，其特殊的稳定性。n苯分子中的氢可被-Cl、-NO2、-SO3H、-R取代4.3.1亲电取代反响亲电取代反响(Electrophilic Aromatic Substitution)1. 硝化硝化(Nitration)浓HNO3浓H2SO4NO250 55 H2O98反响机理反响机理HONO2 + H2SO4H2ONO2+ HSO4H2ONO2+ H2SO4H3O + NO2 + HSO4H+ NO2络合物络合物NO2NO2

14、HNO2HNO2HNO2HNO2E反应进程NO2NO2HNO2NO2OSO3H(NO2 )凡是能产生硝基正离子的化合物都能作为硝化试剂NO2BF4CH3CO2NO2氟硼酸销乙酸销N2O5 + 2HF + 3BF32NO2BF4 + HBF3OHNO2F + BF3NO2BF4NO2NH2Fe / HCl硝基苯复原可得苯胺：硝基苯复原可得苯胺：n得到的硝基苯不易继续进展硝化，在更高的条件下用发烟硝酸和浓硫酸作用，升高温度。+ HNO3(发烟) + H2ONO2NO2NO2间二硝基苯浓H2SO4 100n甲苯的硝化很易进展，在30就可得到邻对位异构体。+ HNO3CH3CH3NO2H2SO4 30

15、CH3NO2+58%38%CH3NO2NO2NO22,4,6-三硝基甲苯T.N.T炸药2. 磺化反响磺化反响(Sulfonation)+H2SO4-SO3或 浓H2SO4 / 7525SO3H苯磺酸Benzenesulfonic acidYield 95反响机理反响机理 ：SOOO+SO3SO3HSO3+ H+SO3Hn苯的磺化反响是可逆反响。在有机合成中运用广泛。CH3SO3HCH3CH3SO3H+ H2SO4浓+2H2O室温SO3HSO3HSO3H发烟H2SO4200以上苯磺酸在稀酸溶液中加热，磺酸基水解零落苯磺酸在稀酸溶液中加热，磺酸基水解零落SO3H+ H2OH2SO4+ H2SO4H

16、2NSO2NH2Sulfanilamide对氨基苯磺酰胺 (磺胺)SO3H (1) NaOH (融熔)(2) H3O+OH苯磺酸与苯磺酸与NaOH在在300下加热得苯酚：下加热得苯酚：芳香磺酸是染料、医药工业芳香磺酸是染料、医药工业重要的中间体重要的中间体3. 卤化反响卤化反响(Halogenation)；T=5060+ Br2FeBr3或 FeBr+ HBrBromobenzene80%+ X2FeX3或 FeX+ HX反应活性：F2 Cl2 Br2 I2+ Cl2FeCl3或 FeCl+ HClChlorobenzene86%反响机理反响机理Br2 + FeFeBr3Br3FeBr2 +

17、FeBr3BrBrBrBr+BrHBrn一卤代苯在加强反响条件下，可得到二卤代苯。烷基取代苯易发生卤代。CH3ClCH3CH3Cl+ 2Cl2+2HClFe25ClClClClCl+ 2Cl2+2HClFeCH2ClCH3+ Cl2+HClhI2 + 2 Cu2+2 I+ + 2 Cu+ I+ (I2 + CuCl2)IHII直接碘代普通不易进展，只需在氧化直接碘代普通不易进展，只需在氧化剂存在下，才干进展直接碘代：剂存在下，才干进展直接碘代：4. FriedelCrafts反响反响n在无水AlCl3的催化下，芳环上的氢原子可以被烷基或酰基取代。称为芳烃的烷基化和酰基化反响，是有机合成中在苯环

18、上引入侧链的一个重要方法。n付-克反响的催化剂:AlCl3(无水)、FeCl3、ZnCl2、SnCl4、BF3、HF(无水)、H2SO4(95%)、P2O5、H3PO4、TiCl4等。n付-克反响的烷基化剂：RX卤代烃、ROH醇、烯烃、ROR醚。n酰基化剂：RCOX酰卤、RCOOCOR羧酸酐。(A) 烷基化烷基化(Alkylation)CH2CH3+ CH3CH2BrAlCl3+ HBrCH(CH3)2+ (CH3)CHClAlCl3+ HClClCH2CHCl不反应催化剂 Lewis 酸FeCl3, SnCl4, ZnCl2HF, H2SO4, H3PO4, BF3(CH3)2CHCl反响机

19、理反响机理烷基化是可逆反响；易发生多取代景象烷基化是可逆反响；易发生多取代景象;当当RX超越超越3个碳原子时，能够发生重排反响个碳原子时，能够发生重排反响CH(CH3)2H (CH3)CHCl + AlCl3 (CH3)CH AlCl4 (CH3)CH AlCl4+HCH(CH3)2(CH3)2CH+(CH3)2CHCl(CH3)2CHCH3AlCl3CH3CH3+2+ CH3ClAlCl3CH3CH3CH3CH3+CH3CH(CH3)2+ CH3CH2CH2ClAlCl3+ HClCH2CH2CH3+30%70%CH3CH2CH2ClAlCl3+CH3CHCH2HCH3CHCH3CH2CH3

20、+ CH3CH2OHAlCl3+ H2OH2SO4CH2CH2+HCl95CH2CH3AlCl3CH3CH CH2+HCl95CH(CH3)2烷基化试剂除卤代烃外，还可以用醇、烯烃烷基化试剂除卤代烃外，还可以用醇、烯烃CH3CCH2+C(CH3)3CH3H2SO4(CH3)3COH(B) 酰基化酰基化(Acylation)：制备芳香酮的方法：制备芳香酮的方法AlCl3+ RCClOCRO+ HCl(RCO)2OAlCl3+ CH3CClOCCH3O+ HCl80Acetyl chlorideAcetophenone乙酰氯苯乙酮反响机理反响机理RCClO+ AlCl3RCO+ AlCl4RCO+

21、CROCROH+HAlCl3+ CH3CH2CClOCCH2CH3O80CH2CH2CH3Zn(Hg)HClClemmenson reduction当苯环上有强吸电子取代基时，不发生当苯环上有强吸电子取代基时，不发生FriedelCrafts反响反响+ CO + HClCHOAlCl3+ CH2O + HCl无水ZnCl2CH2Cl+ H2O60氯甲基化氯甲基化 (Chloromethylation)GettermanKoch反响反响+ 3Cl2hvClClClClClCl六氯化苯 “ 六六六”ClClClClClCl体4.3.2 加成与复原反响加成与复原反响1. 与氯气加成与氯气加成8个异构

22、体个异构体4.3.3 氧化反响氧化反响+ O2V2O5400 500 顺丁烯二酸酐OOO+ CO2 + H2O KMnO4 或 K2Cr2O7 / H+Maleic anhydride1. 苯环的氧化苯环的氧化2. 侧链氧化侧链氧化CH3CH2CH3CH(CH3)2KMnO4CO2HC(CH3)3KMnO4OOOCH3CH(CH3)2KMnO4CO2HCO2H+ O2V2O5480 CH3CH3邻苯二甲酸酐4.3.4 卤代反响卤代反响CH3+ Cl2hvCH2ClCH2CH3+ Br2hvCHCH3Br或高温或高温4.4 苯环上亲电取代的定位规律苯环上亲电取代的定位规律4.4.1 定位效应定位

23、效应(Orientation)Z+ EZZZEEE邻位取代对位取代间位取代一取代苯的二元取代可得到三种异构体，但生成的几率不等，主要取决于原取代基的性质。CH3+ HNO330oCCH3NO2+CH3NO2CH3NO2+63% 3% 34%NO2+ HNO3H2SO4100oCNO2NO2NO2NO2NO2NO2+6% 93% 1%根据具有不同的电子效应的取代基，二取代反响普通具有较强的反响方向。以下是由两个典型的一取代苯反响的产物分配比例。ZHNO3H2SO4ZZZNO2NO2NO2+o-p-m-Z OH Me Cl NO2 CN o(%) 40 58 30 6 17p(%) 60 38 6

24、9 1 2m(%) 99%)COOHSO3H(100%)COOHBr(20%)(80%)2. 两个取代基定位效应不一致两个取代基定位效应不一致CH3NH2CO2HNO2NHCOCH3NO2CH3ClCO2HCO2H(2) 两个取代基定位效应相矛盾两个取代基定位效应相矛盾, 由基团致由基团致活才干顺序判别第三个基团取代的位置。活才干顺序判别第三个基团取代的位置。CHOOHCH3NO2A、两个基团不同类，定位效应受邻对位、两个基团不同类，定位效应受邻对位取代基控制取代基控制B、两个取代基为同一类，定位效应受致、两个取代基为同一类，定位效应受致活才干较强的基团控制。或者受致钝才干活才干较强的基团控制

25、。或者受致钝才干较强的基团控制。较强的基团控制。(一定为才干强的集团为一定为才干强的集团为准准)两个取代基同类两个取代基同类CH3NH2CO2HNO2服从较强取代基的定位CH3Cl定位能力差不多时两者都有C、两个取代基定位效应接近，难预测主要、两个取代基定位效应接近，难预测主要产物，为混合物。产物，为混合物。OHCH3(100%)CH3NHCOCH3COOHNO2CH3Cl两个取代基不同类两个取代基不同类NHCOCH3NO2服从一类定位基的定位4.4.6 定位规律的运用定位规律的运用NO2Cl(1)A： (1) 硝化 (2) 氯代B： (1) 氯代 (2) 硝化HNO3H2SO4NO2Cl2F

26、eCl3NO2ClNO2(2)ClA： (1) 硝化 (2) 氯代B： (1) 氯代 (2) 硝化HNO3H2SO4NO2Cl2FeCl3NO2ClNO2(2)ClA： (1) 硝化 (2) 氯代B： (1) 氯代 (2) 硝化HNO3H2SO4Cl2FeCl3ClNO2ClCO2H(3)NO2A： (1) 硝化 (2) 氧化B： (1) 氧化 (2) 硝化CH3HNO3H2SO4Cl2FeCl3ClNO2ClCO2H(3)NO2A： (1) 硝化 (2) 氧化B： (1) 氧化 (2) 硝化CH3CH3HNO3H2SO4CH3NO2KMnO4CO2HNO2Cl(4)SO3HNO2CH3HNO

27、3H2SO4CH3NO2KMnO4CO2HNO2Cl(4)SO3HNO2A： (1) 硝化 (2) 氯代 (3) 磺化B： (1) 氯代 (2) 硝化 (3) 磺化C： (1) 硝化 (2) 磺化 (3) 氯代D： (1) 氯代 (2) 磺化 (3) 硝化H2SO4Cl2FeCl3ClH2SO4-SO3ClSO3HClSO3HNO2发烟HNO3CH3CH3NO2H2OH2SO4CH3(5)SO3HHNO3CH3H2SO4CH3SO3HNO2CH3NO2CH3KMnO4CO2HH2SO4CH3NO2O2NH2SO4CH3SO3H发烟HNO3CH3NO2O2NSO3HH2OCH3NO2O2NCO2

28、HNO2O2N(6)NH2NH2NO2NH2NH2NO2CH3COClNHCOCH3浓H2SO4NHCOCH3SO3HHNO3NHCOCH3SO3HNO2H3+O(7)4.5 多环芳烃多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons)4.5.1 联苯联苯(Biphenyl)1. 联苯的构造联苯的构造HHHH1 1223344556690联苯类物质的命名。联苯类物质的命名。对联三苯对联三苯 对联四苯对联四苯4-苯基联苯苯基联苯 4,4-二苯基联苯二苯基联苯 3-苯基联苯苯基联苯 ClCOOHClCOOHCH3NO25-氯联苯氯联苯-3-甲酸甲酸 2-甲基甲基-6-硝基硝

29、基-3-氯联苯氯联苯-4-甲酸甲酸 5-氯氯-3-联苯甲酸联苯甲酸 2-甲基甲基-6-硝基硝基-3-氯氯-4-联苯甲酸联苯甲酸COOHO2NHOOC NO2H2NNH2联苯胺联苯胺 6,6-二硝基二硝基-2,2-联苯二甲酸联苯二甲酸 4,4-二氨基联苯二氨基联苯 6,6-二硝基联苯二硝基联苯-2,2-二甲酸二甲酸 4.5.2 稠环芳烃稠环芳烃1. 萘萘 (Naphthalene)稳定化能稳定化能 250 kJ/mol1.424 A1.365 A1.404 A1.393 A苯的碳碳键1.397 A12345678910编号时普通遵照以下规那么：编号时普通遵照以下规那么：(1)按照顺时针、或者逆时

30、针方向不断编完。按照顺时针、或者逆时针方向不断编完。(2)曾经构成四键的碳原子不编号。曾经构成四键的碳原子不编号。(3)环上存在两个取代基团，必需编号。环上存在两个取代基团，必需编号。(4)遵照官能团优先次序规那么、最低序列原遵照官能团优先次序规那么、最低序列原那么、次序规那么那么、次序规那么 。BrBrSO3HOOSO3H9-溴菲溴菲 7-溴溴-1-萘磺酸萘磺酸 2-蒽醌磺酸蒽醌磺酸 7-溴萘溴萘-1-磺酸磺酸 蒽醌蒽醌-2-磺酸磺酸 -蒽醌磺酸蒽醌磺酸萘的反响萘的反响亲电取代反响亲电取代反响稠环芳烃的化学性质：随着芳香性的下降，稠环芳烃的化学性质：随着芳香性的下降，稳定性逐渐下降，化学活性

31、逐渐加强；氧稳定性逐渐下降，化学活性逐渐加强；氧化反响、复原反响、加成反响越来越易进化反响、复原反响、加成反响越来越易进展，亲电取代反响活性相对也逐渐减小。展，亲电取代反响活性相对也逐渐减小。50 70 HNO3/HOAc-Ac2ONO2NO2+10 ：1BrBr2 , Fe+ HBr75%SO3HH2SO4SO3H60 160 160 SO3HHSO3HHHFriedel-Crafts反响产物比例与溶剂试剂有关反响产物比例与溶剂试剂有关+ CH3COClAlCl3CS2 ,15 COCH3+COCH33 ： 1COCH390%AlCl3NO2萘的反响萘的反响氧化反响氧化反响CrO3HOAc2

32、5 O2 , V2O5OOOOO1822%+ CO2+ H2O500 1,4-萘醌取代萘的氧化反响取代萘的氧化反响电子云密度较高的环被氧化电子云密度较高的环被氧化CO2HCO2HCO2HCO2HONH2NO2ONO2萘的反响萘的反响复原反响复原反响催化氢化160 H2Ni3 MPaPt or Rh加压H2, Ni200 1030 MPa十氢萘顺式为主(decalin)1,2,3,4-四氢萘(tetralin)反式为主亲电取代反响的定位亲电取代反响的定位G (o,p)G (o,p)主次次主G (m)G (m)2. 蒽和菲蒽和菲(Anthracenes and Phenanthrenes)1234

33、56789101123456789102345678910蒽菲Br2FeBrNO2COCH3SO3HHNO3Ac2OCH3COClAlCl3H2SO4-SO3蒽、菲的亲电取代主要在蒽、菲的亲电取代主要在9,10位，磺化反响那么位，磺化反响那么发生在发生在位，主要是空间位阻作用。位，主要是空间位阻作用。Br2CCl4Br加成反响加成反响NaEtOHH2Cu-Cr 氧化物OOO+OOOK2Cr2O7H2SO4CrO3H2SO4OOOO致癌芳烃。致癌芳烃。5,10-二甲基二甲基-1,2-苯并蒽苯并蒽 苊苊 1,2,5,6-二苯并蒽二苯并蒽 1,2-苯并芘苯并芘CH3CH3CH2CH2CH3CH31,

34、2,3,4-二苯并菲二苯并菲 6-甲基甲基-5,10-亚乙基亚乙基-1,2-苯并蒽苯并蒽 2-甲基甲基-3,4-苯并菲苯并菲CH2CH2 CH3芘 (Pyrene)3,4-苯并芘2-甲基-3,4苯并菲-1,2,5,6-二苯并蒽芘芘4.6 非苯芳烃非苯芳烃4.6.1 芳香性芳香性(Aromaticity)与与Huckl规那规那么么芳香性表如今以下方面：芳香性表如今以下方面：1. 构造特点：构造特点： 碳原子以碳原子以sp2杂化构成环状化合物；杂化构成环状化合物；成环原子共平面；构成闭合环状大成环原子共平面；构成闭合环状大键，基态时键，基态时电子处于成键轨道，电子处于成键轨道， 电子数符合电子数符

35、合4n+2规那么规那么2. 化学性质化学性质n易发生亲电取代，不易发生加成反响。n3. 光谱特征：n在NMR中存在反磁环流。环内H移向高场，环外H移向低场。nHuckl规那么:n一个具有共平面环状闭合共轭体系的环多烯化合物，但只需当其电子数符合4n+2时，才能够有芳香族的稳定性。n= 0,1,2,3.4.6.2 常见的非苯芳烃常见的非苯芳烃1. 环丙烯正离子环丙烯正离子(Cyclopropenyl cation)PhPhPhClClCl2. 环戊二烯负离子环戊二烯负离子(Cyclopentadienyl anion)和环庚和环庚三烯正离子三烯正离子(cycloheptatrienyl cati

36、on)HH(CH3)3CONa(CH3)3COHHNaNaMgBr+ FeCl2Fe二茂铁ferrocenesandwich compound3. 环辛四烯双负离子环辛四烯双负离子(Cyclooctatetraene dianion)2 KTHF10 4. 轮烯轮烯(Annulenes)分子式符合 (CH)x (x10)的多次甲基化合物x = 10,12,14,16,18.HH10轮烯10annulene非平面平面HHHH14轮烯18轮烯NMR环内H环外H0 ppm7.6 ppmNMR环内H环外H1.8 ppm8.9 ppm5. 杂环化合物杂环化合物ONHSN呋喃 吡咯 噻吩 吡啶E= 0n 环多烯分子体系中n个碳原子未参与杂化的n个p轨道，结合成键时，可组成n个分子轨道，分析其能级和基态时电子构型，可大致得到分子的稳定性。+- -卓艹酚酮6.OHOOHOOOH7.薁薁(Azulene) 4.7 碳笼碳笼(Fullerene)n1984,Rohling发现Cn原子簇n1985.10, Smalley研讨组(Rice Univ.)Kroto等发现C60, 受