芳香族化合物の化学(2)「芳香族化合物の構造」

有機化学の中でも芳香族化合物は構造，反応に特徴があります。
ここでは大学レベルの「芳香族化合物の化学」について解説していきます。

今回のテーマは「芳香族化合物の構造」です。

【ベンゼンの特異性】

① 水素化熱が1,3,5-cyclohexatriene（予測値）よりも低い。

1,3-cyclohexadieneの水素化熱はcyclohexaneのおよそ2倍になる。
（正確にはジエンの共鳴安定化が効くため少し下がる）

1,3,5-cyclohexatrieneの水素化熱はこの結果を加味すると330 kJ/molと見積もれる。しかし，実際のベンゼンは206 kJ/molと1,3-cyclohexadieneの実測値よりもわずかに小さくなる。

② 炭素-炭素二重結合を有するにもかかわらず，付加反応ではなく置換反応が進行する。

アルケンは求電子付加反応により，二重結合が開裂する。

一方，ベンゼンは二重結合が開裂せず，置換反応が進行する。

【ベンゼンの構造】

これらベンゼンの特異性は構造に起因する。

構造の予測

古くからベンゼンは化学式C6H6を有することが知られており，多くの人物がベンゼンの構造を予測してきた。

Kekulé構造

ケクレは六員環構造を有し，全ての炭素-炭素結合が等価であると予測し，2つの構造（A/B）の平衡で存在すると予測した（Kekulé構造）。

つまり，このKekulé構造は2つの構造の間には遷移状態が存在することになる。

実際のベンゼンの構造

Kekulé構造は遷移状態の山により，2つの構造（A/B）は変換できないことになるので誤りである。

つまり，実際のベンゼンは遷移状態は存在せず，共鳴安定化が働くため，共鳴混成体として存在する（右の式が正しい）。

【参考図書】
ボルハルトショアー現代有機化学（下）

「芳香族化合物の化学」をまとめたpdf（power pointスライド）も作成しております。
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