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17.4 : ベンゼンの構造: ケクレモデル

1865 年、アウグストケクレは、ベンゼンの式は C_6H_6、ベンゼンのすべての水素は同等、四価であるため各炭素には 4 つの結合がなければならないという 3 つの主張に基づいて、有機化学の構造理論に従ってベンゼンの構造を提案しました。

彼は、ベンゼンは 6 つの炭素原子がそれぞれ 1 つの水素原子に結合し、3 つのパイ結合が交互に存在する環状構造を持っていると提案しました。

Figure1

彼のモデルによれば、図 2 に示すように、1,2-二置換ベンゼン誘導体には 2 つの異性体が存在するはずです。ある構造では 2 つの置換炭素が二重結合で接続されていますが、別の構造では単結合で接続されています。

Figure2

1,2-二置換ベンゼンには構造が1つしか見つからないため、このケクレの概念は間違っていることが証明されました。 これを説明するために、彼は、ベンゼンの 2 つの形態は急速に平衡状態にあり、2 つの化合物を分離することは不可能であると述べました。

Figure3

しかし、そのような平衡は存在せず、1,2-二置換ベンゼン誘導体の構造は 1 つだけ見つかっています。

Figure4

ベンゼンには 4 つの不飽和度があり、1 つの環と 3 つのパイ結合を構成しています。 ただし、アルケンやアルキンなどの他の不飽和炭化水素とは異なり、ベンゼンは付加反応を起こしません。 たとえば、エチレンは臭素と付加反応して二臭化エチレンを形成しますが、ベンゼンは反応しません。

Figure5

Figure6

ベンゼンは、ルイス酸臭化第二鉄の存在下での置換反応により臭素と反応してブロモベンゼンを形成します。

Figure7

ケクレのモデルの主な欠点は、アルケンやアルキンなどの他の不飽和炭化水素と比較したベンゼンのこの異常な反応性を説明できなかったことです。

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BenzeneKekule ModelCyclic StructureCarbon carbon BondsUnsaturationAddition ReactionSubstitution ReactionReactivity

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