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MichaelFaraday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
为了判别有机化合物的芳香性,早在1931年,Huckel就提出了著名的“4n+2”规则:一个具有平面密闭共轭体系的单环多烯化合物,当π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n>5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δ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π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,δ在7
[18]轮烯12个环外氢的δ在9
28,6个环内氢的δ在-2
99,Δδ很大(12
莫比乌斯(Mob