芳香性及其判据摘要以及莫比乌斯芳香性.ppt

1、芳香性及其判据摘要,及芳香性的新发展莫比乌斯芳香性,芳香性的经典概念,自1825年Michael Faraday分离出了“苯”之后，人们发现许多像苯一样具有特殊芳香气味的化合物，称之为“芳香性化合物”。其主要性质如下： （1） 环不饱和，但较稳定，在通常情况下不易被化学试剂破坏。 （2） 易取代，难加成。价键理论问世后，后一条表述为易亲电取代，难亲电加成。,芳香性及其判据的发展,随着人们对于芳香化合物认识的不断深入，芳 香性一词的使用范围日益扩大，从最初的苯系化合 物扩充到非苯系化合物；由中性分子扩充到离子； 由碳环化合物扩充到含杂原子的环状有机物,乃至不 含碳的无机环状化合物。 为了判别有机

2、化合物的芳香性，早在1931 年， Huckel就提出了著名的“4n2”规则：一个具有平面 密闭共轭体系的单环多烯化合物,当电子数为4n+2 时( n = 0 ,1 ,2 ,3 ,) 才可能有芳香性。 但传统的Huckel规则只适用于平面或近乎平面 的环状共轭体系，且对于n5单环多烯时，Huckel 规则也不适用。,目前较为广泛使用的芳香性判据是核磁共振化 学位移，常用1H-NMR，用无量纲量表示。 以苯为例，当苯分子处在垂直于其平面的外加 磁场Ho作用下，离域的电子在一定方向上产生环 电流，又因环电流而建立起一个垂直于分子平面的 感应磁场Hi。 在环的外测，Hi和外加磁场Ho相同，应此质子

3、所受磁场（H= Ho + Hi ）比外加磁场Ho大，这时质 子就可以在一个较低的外加磁场Ho下发生共振，即 移向低场。 在环的内侧刚好相反， Hi和外加磁场Ho相反， 质子所受磁场（H= Ho - Hi ）比外加磁场Ho小，质 子在一个较高的外加磁场Ho下发生共振，即移向高 场。,环的外测： H= Ho + Hi 移向低场； 环的内侧： H= Ho - Hi 移向高场.,苯的质子在环的外侧，在7.24。18轮烯12个环外氢的在9.28，6个环内氢的在-2.99，很大（12.27）。,莫比乌斯(Mobius)芳香性,Mobius芳香性这个概念来源于拓扑学中的Mobius带。用一条纸带将一端扭转1

4、80, 然后将两端粘接起来形成的带, 即没有内面, 也没有外面。 1964 年, Heilbronner在Huckel分子轨道理论的基础上提出了“Mobius 芳香性”。与Huckel 4n体系相比,Mobius 4n 体系因为有着闭壳结构而稳定。近些年，人们和发现合成出具有Mobius 芳香性的化合物。,例如，Ajami, Herges等人合成了一个中性的符合Mobius拓扑结构的4n轮烯衍生物分子a，而同时得到的另一个Hockel结构的异构体b。,通过计算分析键长，键角和能量，表明a具有Mobius 芳香性 。这使芳香化合物的合成开始进入了一个崭新的阶段,参考文献,1 荣国斌. 高等有机化学基础M. 华东理工大学出版社 . 2 汪秋安. 高等有机化学M. 化学工业出版社. 3 严兢, 宋寅, 彭德高, 李珉. 芳香性概念的新发展J. 大学化学. 4 张新明, 魏先文