文档介绍：2017/11/11
Organic Chemistry
杂环化合物
杂环化合物的分类与命名
2017/11/11
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六、非苯系芳烃(略)
1、休克儿规则:
休克儿根据分子轨道法计算指出,某些环状共轭体系具备以下特征时应该具有芳香性
A、共轭体系为环状不间断共轭体系
B、环的所有碳原子都在同一平面上
C、∏电子数符合4n+2规则
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2、非苯芳烃
1)、环丙烯正离子
具有两个电子和一个空的P轨道,分子在同一个平面上,∏电子数为2,n=0,符合休克儿规则,所以具有芳香性。现在已经和成出了三苯基取代的环丙烯正离子
具有较一般正碳离子更强的稳定性
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2)环戊二烯负离子和环庚三烯正离子
环戊二烯负离子和环庚三烯正离子的∏电子数都为6个,n=2,它们都是平面共轭体系,所以具有芳香性
环戊二烯负离子和铁离子形成的络合物具有明显的芳香性质,可以发生亲电取代反应。
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3)奥
天蓝色晶体,它是五元环的环戊二烯和七元环的环庚三烯绸合二成的,结构如下:
它含有10个∏电子,符合休克儿规则,实际上,它的七元环带有正电荷,五元环带有负电荷,是一个典型的极性分子,结构也可以表示如下:
同样可以发生亲电取代反应
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4)轮烯
单双键交替的大环共轭多烯烃成为轮烯,轮烯的∏电子数应大于或等于10,∏电子数符合休克儿规则的轮烯有[10]轮烯;[14]轮烯;[18]轮烯等,结构如下:
[10]轮烯
[14]轮烯
[18]轮烯
[10]轮烯、[14]轮烯由
于环内氢的互相排斥,
所以共轭体系不在一个
平面上,所以没有芳香性
有芳香性
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富勒烯族的光辉
有机化学的建立和成就使得人们对于炭元素的认识达到了一个特别地高度,炭单质的三种形态,金刚石、石墨、无定形炭似乎已经是人们在自然界中所能找到的和制备的唯一三种形态了。而在1985年C60分子的发现再一次创造了奇迹。
60年代美国科学家琼斯利用量子力学原理计算出石墨片卷曲成为空心笼状碳分子的可能性。
70年代日本化学家预言了C60H60的存在,俄罗斯科学家通过分子轨道理论也预言了碳多面体的存在。但是限于当时的科学水平并没有得到重视。
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1983年美德两国物理学家霍夫曼和克拉奇在研究星际尘埃时,利用氦气氛中石墨电极放电的办法制造原子簇,并利用紫外和拉曼光谱研究结构时发现了碳灰样品种的特殊吸收带,实际上就是C60和C70的吸收,当时并未特别注意也未深入研究。
1984年美国另一个天体物理研究小组用激光器照射石墨并用质谱仪研究产物时也发现了C60和C70两个特征峰,遗憾的是这个小组只看实验数据不愿意深入分析和研究,错过了这一重大的发现。
1984年美国化学家莫利和英国物理学家克罗托合作用类似的方法实验再次得到了C60和C70,然而他们没有轻易放过这个怪现象,开始推测为什么可以稳定存在,其结构应该是什么。最终从美国建筑大师富勒设计的圆顶建筑中得到启发给出了初步的模型,当克罗托向美国数学家维奇描述这种结构时,维奇说这是一个足球。所以后来有了富勒烯和足球烯两种名字。
2017/11/11
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前述的霍夫曼和克拉奇在看到有关C60的报道以后重新检查1983做过的实验,证明了C60的存在并给出了大量制备的方法于1990年发表相关文章。由于可以轻松的得到大量样品从此掀起了研究热潮,陆续发现了大量分子和碳纳米管、碳纳米洋葱等不同分子量和不同形状的富勒烯家族分子。其完美的对称性吸引了人们的目光。
虽然物理学家首先发现了足球烯,但是其后化学家们做了更多的工作。一是进行修饰合成,一是开发材料中的应用。在此不深入叙述。
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含环状结构的药物