7章芳香性全解

苯等一些化合物的结构及芳香性苯的结构一、凯库勒（Kekule）式1865年凯库勒从苯的分子式出发，根据苯的一元取代物只有一种，说明六个氢原子是等同的事实，提出了苯的环状构造式。

因为碳原子是四价的，故再把它写成简写为称为：这个式子虽然可以说明苯分子的组成以及原子间连接的次序，但这个式子仍存在着缺点，它不能说明下列问题第一、既然含有三个双键，为什么苯不起类似烯烃的加成反应？第二、根据上式，苯的邻二元取代物应当有两种，然而实际上只有一种。

凯库勒曾用两个式子来表示苯的结构，并且设想这两个式子之间的摆动代表着苯的真实结构：由此可见，凯库勒式并不能确切地反映苯的真实情况。

二、苯的稳定性氢化热是衡量分子内能大小尺度。

氢化热越大分子内能越高，越不稳定；氢化热越低，分子内能越低，分子越稳定。

1、的氢化热为119.6kj/mol2、如果苯的构造式用凯库勒式表示的话，苯的氢化热为环己烯氢化热的三倍。

119.6＊3=358.8KJ/mol3、实际上苯的氢化热是208.4KJ/mol,比预计的数值低150.4KJ/mol.这是由于苯环中存在共轭体系，π电子高度离域的结果，这部分能量为苯的共轭能或离域能。

从上所述，我们可以认识到苯分子具有较低的内能，分子稳定，是一种具有特殊稳定性的物质。

三、苯分子结构的价键观点根据现代物理方法（如X射线法，光谱法等）证明了苯分子是一个平面正六边形构型，键角都是120o ,碳碳键的键长都是0.1397nm。

按照轨道杂化理论，苯分子中六个碳原子都以sp2杂化轨道互相沿对称轴的方向重叠形成六个C-C σ键，组成一个正六边形。

每个碳原子各以一个sp2杂化轨道分别与氢原子1s轨道沿对称轴方向重叠形成六个C-H σ键。

由于是sp2杂化，所以键角都是120o,所有碳原子和氢原子都在同一平面上。

每个碳原子还有一个垂直于σ键平面的p轨道，每个p轨道上有一个p电子，六个p轨道组成了大π键。

四、苯的分子轨道模型分子轨道法认为六个p 轨道线性组合成六个π分子轨道，其中三个成键轨ψ1ψ2ψ3 和三个反键轨道ψ4ψ5ψ6 。

有机化学基础知识点整理芳香性的定义与判断芳香性的定义与判断有机化学是研究碳元素化合物的化学性质和反应机理的学科。

在有机化学中，芳香性是一个重要的概念，指的是具有芳香性质的化合物。

芳香性的定义与判断是有机化学基础知识点中的一部分。

本文将从芳香性的定义、芳香性的判断以及具有芳香性的常见化合物等方面进行整理。

一、芳香性的定义芳香性是指具有芳香环结构的化合物所具有的一种特殊性质。

芳香环是由6个碳原子构成的六元环结构，其中的每个碳原子通过σ键相连，同时具有3个π电子。

芳香性是由芳香环上的π电子形成的共轭体系所决定的。

具有芳香性的化合物通常表现出稳定性高、反应性低的特点。

二、芳香性的判断判断一个化合物是否具有芳香性，需要考虑以下几个方面：1. 符合芳香环结构：化合物中存在由6个碳原子构成的六元环结构，其中的每个碳原子通过σ键相连，同时具有3个π电子。

这个结构通常被称为芳香环或芳香骨架。

2. 共轭体系存在：对于具有芳香性的化合物，芳香环上的π电子会形成一个共轭体系，即π电子在整个芳香环内进行共享。

这种共轭体系的存在是芳香性的重要特征。

3. Huckel规则的满足：Huckel规则是判断一个分子体系是否具有芳香性的经验规则。

根据Huckel规则，化合物中的π电子数必须满足4n+2的形式，其中n为任意正整数。

根据以上条件进行判断，如果化合物符合芳香性的定义，即具有芳香环结构、共轭体系存在以及满足Huckel规则，则可以判定该化合物具有芳香性质。

三、具有芳香性的常见化合物1. 苯：苯是最简单的芳香化合物，化学式为C6H6。

苯的芳香环结构由6个碳原子组成，每个碳原子上还连接有一个氢原子。

苯是一种无色液体，具有特殊的香味。

2. 甲苯：甲苯是另一种常见的芳香化合物，化学式为C7H8。

甲苯的芳香环结构由一个苯环和一个甲基基团组成。

甲苯是一种无色液体，具有特殊的香气。

3. 香兰素：香兰素是一种常见的天然芳香化合物，化学式为C8H6O3。

第15卷　第4期 大学化学2000年8月关于芳香性的概念姚子鹏　高　翔　任平达 黄毕生 (复旦大学化学系　上海200433)　(云南大理师专化学系　云南671000) 摘要　简要介绍了芳香性概念的发展历史,并从结构、稳定性、反应性能等方面进行了总结。

在有机化学中,芳香性是一个重要的概念。

为了使学生能较好理解和掌握这一概念,我们在教学中从经典的芳香性概念、共振论对芳香性的看法、Hückel规则到核磁共振对芳香性化合物的测定,介绍了这一概念不断深化发展的过程。

并从结构、稳定性、反应性能等方面进行了总结,取得了较好的教学效果。

现把我们的看法进行简单介绍,以供教学参考。

1　芳香性的经典概念 1825年法拉第从鲸油裂解产生气体的冷凝液中发现了苯,接着测定了苯的组成、蒸气压、熔点等物理性质,并得出了苯的正确分子式C6H6。

此后,人们又发现许多具芳香气息的物质中含有苯的母核。

德国化学家凯库勒推断出苯的结构式为。

苯这种高度不饱和的化合物具有与一般不饱和烯烃不同的特殊性质,主要是:(1)环较稳定,在通常情况下不易被化学试剂破坏。

例如:甲苯易被氧化成苯甲酸,保留了苯环。

(2)易取代,难加成。

例如:苯在三氯化铁催化下和氯反应生成氯苯,而没有得到加成产物。

价键理论问世后,后一条表述为苯易亲电取代,难亲电加成。

上面两条就是经典的芳香性概念。

2　共振论对芳香性概念的发展 共振论认为苯主要是Ⅰ和Ⅱ的共振杂化体。

由于共振,共振杂化体(苯的真正结构)比较稳定。

通过比较苯和环己三烯的氢化热(以3个环己烯计),可以计算出苯的共振能为150.6 kJ/mol。

即苯比环己三烯稳定150.6kJ/mol。

Ⅰ∴Ⅱ 如果说经典的芳香性概念中,芳香环的稳定性是根据环对化学试剂的稳定性而言,那么,共振论则进一步把芳香环的稳定性与它具有较低的内能明确地联系起来。

通过氢化热、燃烧热等数值,计算出了一大批芳香族化合物的共振能,从而可以比较各种芳香环的稳定性高低或芳香性强弱。

综述：芳香性概述“芳香性”是用于描述一些环状化合物特殊稳定性的概念。

在有机化学中, 尤其是针对不饱和环体系、多环体系研究中居重要地位。

自1825年Michael Faraday从煤焦油中分离出苯开始, 芳香化学至今已有近200年的历史。

为了深入了解“芳香性”及其在自然学科中产生的深远影响, 本文简述了其发展历史与本质, 并对芳香性的判断方法进行归类总结。

除了列举实例, 进一步对芳香化合物进行分类以外, 还基于本课题组近年的研究成果, 提出一些新观点。

芳香性的含义“芳香性”一词自使用以来, 科学家们不断发现具备该性质的化合物的各种特征, 并进行了总结与归纳。

这些特征, 一部分是规律的总结, 例如[4n＋2]规则; 另一部分则是对化合物本身特征的描述, 例如平面性、键长平均化等。

随着科学研究的不断推进, 其中一些观点被修正甚至推翻, 但仍有一些经典的描述被保留并沿用至今。

仔细考察芳香性的历史, 我们发现“芳香性”事实上是用于描述化合物的特殊稳定性的概念。

换句话说,“芳香性”是一个描述行为特征, 而非表达理论规律的术语。

因此, “芳香性”应该由此类化合物的本质属性决定, 而“芳香性”规律则是对芳香化合物普遍性质的总结。

本文就“传统芳香化合物”的行为特征进行了总结(指Hückel 平面芳香性), 并列于下表中。

另外, 对近年发展的一些芳香性的独特类型, 本文也将结合实例逐一介绍。

通常, 芳香环由于其特殊的稳定性, 化学反应性相对其他非芳香环系要弱得多。

早在1866 年, Erlenmeyer就已经提出了芳香性的反应性判据。

在一般不饱和体系极易发生的反应, 如加成、开环反应中, 在芳香体系均较难实现。

通常芳香环更容易发生取代反应。

核磁共振化学位移(NMR Chemical Shift)芳香化合物产生的独特抗磁环电流, 会导致周围的磁场环境发生变化。

例如苯分子的6个H 原子均处于抗磁环电流的去屏蔽区域,因此其1H NMR 的化学位移值会向低场移动(δ=7。

笫七章芳香烃习题1．写出单环芳烃C9H12 的同分异构体的构造式并命名之。

2．写出下列化合物的构造式。

（1）3，5-二溴-2-硝基甲苯（2）2，6-二硝基-3-甲氧基甲苯（3）2- 硝基对甲苯磺酸（4）三苯甲烷（5）反二苯基乙烯（6）环己基苯（7）3-苯基戊烷（8）间溴苯乙烯（9）对溴苯胺（10）氨基苯甲酸3．用分子轨道理论简要说明苯分子的稳定性。

4．在下列各组结构中应使用"”或“"才能把它们正确地联系起来，为什么？①②③④5. 写出下列反应物的构造式.①②③④6.写出下列反应的主要产物的构造式和名称。

①②③7．试解释下列傅-克反应的实验事实。

①②苯与RX在ALX3 存在下进行单烷基化需要使用过量的苯。

8．怎样从PhH 和脂肪族化合物制取丙苯？用反应方程式表示。

9．试利用傅-克烷基化反应的可逆性，从甲苯制取1，2，3-三甲苯。

10．将下列化合物进行一次硝化，试用箭头表示硝基进入的位置（指主要产物）。

11．比较下列各组化合物进行硝化反应时的难易。

①苯、1，2，3-三甲苯、甲苯、间二甲苯②苯、硝基苯、甲苯③④⑤12．以甲苯为原料合成下列各化合物。

请你提供合理的合成路线。

13．某芳烃其分子式为C9H12 ，用K2Cr2O7硫酸溶液氧化后得一种二元酸，将原来芳烃进行硝化所得的一元硝基化合物主要有两种，问该芳烃的可能构造式如何？并写出各步反应式。

14．甲，乙，丙三种芳烃分子式同为C9H12 ，氧化时甲得一元羧酸，乙得二元酸，丙得三元酸。

但经硝化时甲和乙分别得到两种一硝基化合物，而丙只得一种一硝基化合物，求甲，乙，丙三者的结构。

15．比较下列碳正离子的稳定性。

16．下列傅-克反应过程中，哪一个产物是速率控制产物？哪一个是平衡控制产物？17．解释下列事实：（1）以PhCH3硝化可得到50%邻位产物，而将PhC(CH3)3硝化则得16%的邻位产物。

（2）用K2Cr2O7做氧化剂，使PhCH3氧化成ph-COOH产率差，而将p-NO2-C6H4CH3氧化成p-NO2-C6H4COOH的产率较好。