习题解答,判断有无芳香性

作者&投稿:贡胡 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
判断有无芳香性,详细点~

根据定义,物质结构中含有苯环的物质具有芳香性。
你可以很容易找出1-6号化合物都含有苯环结构。
4号不太明显,但“C6H5- ”就是苯基。

判断芳香性的休克尔规则提出,有芳香性的分子要满足三个条件:闭合环状平面型的分子;该环上的所有原子为sp2杂化;该环的π电子数为(4n+2)。当一个分子满足这三个条件时,该分子具有芳香性。

芳香烃,通常指分子中含有苯环结构的碳氢化合物。是闭链类的一种。具有苯环基本结构,历史上早期发现的这类化合物多有芳香味道,所以称这些烃类物质为芳香烃,后来发现的不具有芳香味道的烃类也都统一沿用这种叫法。例如苯、二甲苯、萘等。苯的同系物的通式是CnH2n-6 (n≥6)。芳香烃的π 电子数为4n+2 (n为非负整数)。

苯分子的六个碳原子和六个氢原子都在一个平面内,因此它是一个平面分子,六个碳原子组成一个正六边形,碳键键长是均等的,约为140 pm,介于单键和双键之间。碳氢键键长为108pm,所有的键角都为120°。

从结构上看,苯具有平面的环状结构,键长完全平均化,碳氢比为1。从性质上看,苯具有特殊的稳定性:环己烯的氢化热ΔH=-120kJ/mol,环己二烯的氢化热ΔH=-232kJ/mol(由于其共轭双键增加了其稳定性)。而苯的氢化热ΔH=-208kJ/mol。1,3-环己二烯失去两个氢变成苯时,不但不吸热,反而放出少量的热量。这说明:苯比相应的环己三烯类要稳定得多,从1,3-环己二烯变成苯时,分子结构已发生了根本的变化,并导致了一个稳定体系的形成。

苯难于氧化和加成,而易于发生亲电取代反应,与普通烯烃的性质有明显的区别。

苯还具有特殊的光谱特征。苯环上的氢处于核磁共振的低场。

上述特点说明了苯具有典型的芳香特征。

最简单的联苯是二联苯。在二联苯中,每个苯环都保持了苯的结构特性。连接两个苯环之间的单键可以自由旋转,但当二联苯的四个邻位氢原子都被相当大的基团取代时,单键的旋转将会受到阻碍,并产生出一对光活性异构体。

芳香烃不溶于水,但溶于有机溶剂,如乙醚、四氯化碳、石油醚等非极性溶剂。一般芳香烃均比水轻;沸点随相对分子质量升高而升高;熔点除与相对分子质量有关外,还与其结构有关,通常对位异构体由于分子对称,熔点较高。一些常见芳香烃的物理性质列于下表中。

  1. 苯的加成反应

    苯具有特殊的稳定性,一般不易发生加成反应。但在特殊情况下,芳烃也能发生加成反应,而且总是三个双键同时发生反应,形成环己烷的取代物。如苯和氯在阳光下反应,生成六氯代环己烷。

    只在个别情况下,一个双键或两个双键可以单独发生反应。

  2. 萘、蒽和菲的加成反应

    萘比苯容易发生加成反应,例如:在不受光的作用下,一个萘分子和一个氯气分子加成得二氯化萘分子,后者可继续加氯气分子得四氯化萘分子,反应在这一步即停止,因为四氯化后的分子剩下一个完整的苯环,须在催化剂作用下才能进一步和氯气反应。二氯化萘和四氯化萘加热可以失去氯化氢,而分别得氯萘和二氯萘。

    由于稠环化合物的环十分活泼,因此一般不发生侧链的卤化。

    蒽和菲的9、10位化学活性较高,与卤素的加成反应优先在9、10位发生。

苯在催化氢化( catalytic hydrogenation)反应中一步生成环己烷。萘在发生催化加氢反应时,使用不同的催化剂和不同的反应条件,可分别得到不同的加氢产物。蒽和菲的9、10位化学活性较高,与氢气加成反应优先在9、10位发生。

烯、炔在室温下可迅速地被高锰酸钾氧化( oxidation),但苯即使在高温下与高锰酸钾、铬酸等强氧化剂共热,也不会被氧化。只有在五氧化二钒的催化作用下,苯才能在高温被氧化成顺丁烯二酸的酸酐。

烷基取代的苯易被氧化,但一般情况下,氧化时苯环仍保持不变,只是和苯环相连的烷基被氧化成羧基。

而且,不管侧链多长,只要和苯环相连的碳上有氢,氧化的最终结果都是侧链变成只有一个碳的羧基,如果苯环上有两个不等长的侧链,通常是长的侧链先被氧化。

只有苯环和一个三级碳原子相连或与一个极稳定的侧链相连时,在强烈的氧化条件下,侧链才得以保持,苯环被氧化成羧基。

希望我能帮助你解疑释惑。



根据芳香性定义


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