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第六章芳香烃
第六章芳香烃一、苯的结构
苯的结构
二、芳香烃的分类与命名
三、芳香烃的物理性质
四、芳香烃的化学性质
五、稠环芳烃
七芳香性和休克尔规则
芳香性条件：1. 环状，封闭的共扼多烯，共平面
2 . π电子数符合4n+2 , n=0,1,2,….正整数芳香性：高度稳定性，发生取代而不发生加成反应
芳香性：高度稳定性发生取代而不发生加成反应
反芳香性极不稳定能量高于开链烯烃
反芳香性：极不稳定。
能量高于开链烯烃。
非芳香性：较稳定。
能量相当于开链烯烃。
具有芳香性化合物的主要性质
()芳香开烯定
(1)芳香性化合物比相应的开链共轭多烯稳定。
(2)芳香性化合物有较强的环电流与抗磁性。
(3)在化学性质上热稳定性增加。
与亲电试剂不发生加成，
而发生取代反应。
对氧化剂稳定性增加。
而发生取代反应对氧化剂稳定性增加
O CH C CH C
O
O O
RCCl O
RC CR
O CCH O
C CCH
O
O
O O
CCH C CCH
CCH O CCH O O CCH CCH O
53%
O
O CCl CCH
O CCl
O
O , -OH, -OR, -NHCR, -OCR
O
-CH
-CR-COR-CNH O O O
O
N
C-R O。
第六章 芳香烃● 教学基本要求1、掌握单环芳香烃的同分异构及命名；2、掌握单环芳香烃的化学性质和芳环亲电取代反应历程；3、掌握苯环取代定位规律并能初步应用在合成上；4、了解多环芳烃和Huckel 规则。
● 教学重点单环芳香烃的化学性质和芳环亲电取代反应历程；苯环取代定位规律并能初步在合成上的应用。
● 教学难点单环芳香烃的化学性质和芳环亲电取代反应历程；苯环取代定位规律并能初步在合成上的应用。
● 教学时数： ● 教学方法与手段 1、讲授与练习相结合；2、传统教学方法与与现代教学手段相结合；3、启发式教学。
● 教学内容第一节 单环芳烃在化学反应中不易发生加成、氧化反应，而易进行取代反应的特性，被称之为芳香性。
具有芳香性的烃，统称为芳香烃，简称芳烃。
芳烃有苯系芳烃和非苯系芳烃之分。
1.1苯的结构 1、苯的结构苯的分子式为C 6H 6，碳氢数目比为1：1，应具有高度不饱和性。
事实则不然，在一般条件下，苯不能被高锰酸钾等氧化剂氧化，也不能与卤素、卤化氢等进行加成反应，但它却容易发生取代发应，并且苯环具有较高的热稳定性，加热到900℃也不分解。
苯具有芳香性，必然是由于它存在一个特殊的结构所决定的。
1865年，凯库勒（Kekule’）提出了苯的环状对称结构式： 简写式HCCC CC C H HH此式称为苯的凯库勒式，碳环是由三个C=C 和三个C —C 交替排列而成。
它可以说明苯分子的组成及原子相互连接次序，并表明碳原子是四价的，六个氢原子的位置等同，因而可以解释苯的一元取代产物只有一种的实验事实。
但是凯库勒式不能解释苯环在一般条件下不能发生类似烯烃的加成、氧化反应；也不能解释苯的邻位二元取代产物只有一种的实验事实。
按凯库勒式推测苯的邻位二元取代产物，应有以下两种：显然，凯库勒式不能表明苯的真实结构。
近代物理方法测定证明，苯分子中的六个碳原子和六个氢原子都在同一平面上，碳碳键长均相等（0.1396nm ），六个碳原子组成一个正六边形，所有键角均为120°。
第六章芳香烃Ⅰ. 三维球型芳香分子—富勒烯1985年英国化学家哈罗德·沃特尔·克罗托博士（Sir Harold Walter Kroto，1939年10月7日～）和美国科学家理查德·埃里特·史沫莱（Sir Richard Errett Smalley，1943年6月6日～）等人在氦气流中以激光汽化蒸发石墨实验中首次制得由60个碳组成的碳原子簇结构分子C60。
是90年代科学界重大成果之一。
为此，克罗托等获得1996年度诺贝尔化学奖。
C60是由60个碳原子组成的球型分子，C60具有笼形结构，在物理及化学性质上可看作三维的芳香化合物，分子立体构型属于D5h点群对称性。
包含12个五元环和20个六元环，直径为0.71nm。
因其稳定性可用美国著名建筑设计师R.B.Fuller发明的短程线圆顶结构加以解释，故命名为富勒烯Fullerene。
由于球面弯曲效应和五元环的存在, 引起碳原子轨道的杂化方式改变，C60分子中的杂化轨道介于石墨的sp2和金刚石的sp3杂化之间，σ键沿球面方向，而 键则垂直分布在球的内外表面，形成了三维球状芳香分子。
五边形环为单键，两个六边形环的共用边则为双键。
单键长146pm称为长键；双键长139pm称为短键。
以后又相继发现了C44、C50、C76、C80、C84、C90、C94、C120、C180、C540。
等纯碳组成的分子，它们均属于富勒烯家族，经证实它们属于碳的第三种同素异形体，其中C60的丰度约为50%。
由于特殊的结构和性质，C60及其衍生物在超导、磁性、光学、催化、材料及生物等方面表现出优异的性能，得到广泛的应用。
特别是1990年以来Kratschmer和Huffman等人制备出克量级的C60，使C60的应用研究更加全面、活跃。
C60分子结构示意图Nelson等人报道C60对田鼠表皮具有潜在的肿瘤毒性。
Baier等人认为C60与超氧阴离子之间存在相互作用。
