反芳香性

芳香性化合物由於π電子離域而穩定,但有些分子或離子卻由於π電子的離域而變得更不穩定。這種因π電子的離域導致體系能量升高、穩定性下降的體系稱為反芳香性體系。一般來說,具有4n個π電子的平面環狀共軛多烯,其穩定性比相應的開鏈共軛烯烴還要差,因而是反芳香性(antiaromaticity)的。

基本介紹

  • 中文名:反芳香性
  • 外文名:antiaromaticity
  • 套用學科:有機化學
常見反芳香性化合物,反芳香性的判斷,

常見反芳香性化合物

最簡單的反芳香性化合物有環丙烯負離子、環丁二烯和環戊二烯正離子。理論計算和實驗事實都證明了它們的穩定性比相應的非芳香性化合物還要差。
1、環丙烯負離子
其能量比烯丙基負離子要高19kcal/mol,化合物(2)的氫交換速度要比化合物(1)快6000倍。這說明化合物(1)失去質子形成環丙烯負離子要比化合物(2)失去質子形成一般的環丙基負離子困難得多,也就是說,環丙烯負離子比相應的環丙基負離子更不穩定。
結構式結構式
2、環丁二烯
簡單的環丁二烯為極不穩定的化合物,它的壽命極短,極易通過Diels-Alder反應發生二聚作用。向環丁二烯中加入丙炔酸甲酯時,可按下列反應得到苯甲酸甲酯:
化學反應方程化學反應方程
簡單的環丁二烯的高度活潑性不僅僅是由於環張力引起,因為它的環張力不會大於簡單的環丙烯,而環丙烯是可以存在的。因此,環丁二烯的這種高度活潑性只能是反芳香性引起的。
3、環戊二烯正離子
環戊二烯正離子也是反芳香性的。例如,環戊基碘在丙酸中用高氯酸銀處理時,迅速發生溶劑解而得到中間體環戊基正離子;但在相同條件下5-碘環戊二烯不發生溶劑解,即沒有形成環戊二烯正離子,這表明環戊二烯正離子的穩定性比環戊基正離子差得多。
反應機理反應機理

反芳香性的判斷

化合物具有反芳香性(antiaromaticity)的條件是:輪烯,π電子與P電子總數為4n,共平面,即共面的原子均為sp2或sp雜化。
它的穩定性小於同類開鏈烴。例如,環丁二烯、環戊二烯正離子均是反芳香性的物質,其穩定性:
穩定性比較穩定性比較
環丁二烯只有和鐵、鎳絡合時才能較穩定的存在。
穩定存在形式穩定存在形式
總之,除環辛四烯外,具有4nπ結構的輪烯一般都是反芳香性的物質。

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