4芳香性
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第四章
芳香性
Chapter four Aromaticity
第一节 芳香性、非芳香性、反芳香性的概念
1、定义 【芳香性】是指苯型的化合物由于π电子离域具有特殊的热稳 定性。环上易发生取代反应，不易发生加成反应，在结构上 C-C键长介于单双键之间，在核磁共振谱上表现出较大的化学 位移的性质。 反芳香性是指苯型的化合物，由于π电子离域它的稳定性 比相应的非环共轭烯烃稳定性小的现象。 非芳香性是指环形的化合物，由于没有π电子离域现象， 它的稳定性和相应的非环共轭烯烃稳定性相当的现象。
CH2
例如：下列化合物是否具有芳香性 ⑴ ⑵
化学与生命科学学院
⑶
判断的方法；先写出其偶极结构，得到两个电荷相反的 共轭环，然后看着两个环是否都满足休克尔规则，如果满足 则有芳香性，则反之。 ⑴无芳香性。 ⑵有芳香性。
⑶有芳香性。
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完
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3、芳香化合物的结构特征
见教材101～102页。
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第二节 芳香性的判据
目前，判断一个有机化合物，有两种方法：
一种是：休克尔(E.Hückel)的4n＋2规则； 另一种是：芳香环上氢质子的化学位移最大差值。 下面我们主要学习休克尔(E.Hückel)的4n＋2规则。 1、单环体系芳香性的判断 单环体系芳香性的判断，注意四点： ①、体系的平面性 ②、具有4n＋2个π电子 ③、 4n＋2个π电子的取值极限（0≤n≤5）
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2、芳香化合物的特点 ⑴、C/H高 ⑵、键长趋于平均化 芳香性分子具有比正常的碳碳双键的键长(1.35Å)稍长双键 和相比正常的碳碳单键的键长(1.54Å)稍短的单键。无芳香性的 多烯分子中单键和双键的键长特征很明显，分别为1.44-1.48Å和 1.34-1.36Å，芳香性分子的碳碳键长处于1. 38Å和1.40Å之间。 苯环中六个碳碳键长彼此相等，约为1.395Å。 ⑶、分子的共平面性 具有芳香性的分子一个显著特征是环上原子的平面性或 几乎平面性。有平面结构的化合物并不都是有芳香性的。但 芳香性总是伴随着一定程度的平面性。 [18]-轮烯是近乎乎面的， [16]-轮烯是非平而的，前者是芳香性分子，后者并无劳香性。
1．共平面或接近于共平面；
2．轮内氢原子间没有或很少有空间排斥作用； 3．π电子数符合4n+2规则。
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2、稠环化合物芳香性的判断
例1：下列化合物的芳香性的判断
⑴ ⑵
戊搭烯
⑶ ⑷
庚搭烯
这些体系接近或在一个平面，用休克尔的4n+2规则来判断。 对于这一类体系多环体系，可忽略中心桥键，用休克尔 的4n+2规则来判断。 ⑴有8个π 电子， ⑵、 ⑶有12个π电子，无芳香性。
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例4：环辛四烯及其正离子芳香性的判断
H H H H
H
H
H
H
结论：环辛四烯体系不是平面的，无芳香性。 环辛四烯正离子体系是平面，具有6个π电子， 有芳香性。
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例5：轮烯芳香性的判断 轮烯（annulene）是一类单键与双键交替的环状多烯烃类。 命名或书写时通常是把成环碳原子数写在方括弧内置于“轮烯” 词前，例如苯可以看作是[6]轮烯，环辛四烯是[8]轮烯，但一般 是把较大的环称作轮烯。 [10]轮烯：这是没有角张力结构
H H
此结构中，两个轮内氢原子彼此干扰。整个分子不可能在 一个平面，没有芳香性。 [14]轮烯：这是没有角张力结构 环内的氢原子彼此干扰很小，具有芳香性。
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H H H H
[18]轮烯： 具有芳香性
H H
H H
H H
[22]轮烯：
具有芳香性 结论：这类化合物是否显示芳香性，主要决定于下列条件：
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⑷、反应活性：易取代，难加成； ⑸、特殊的稳定性 苯的氢化热是208kJ／mol，而环已烯的氢化热是119kJ／mol。 （6）、特征光谱 如苯环的紫外光谱上有184nm，202nm(K带)和254nm(B带)三 个特征峰：红外光谱上分别在3000一3100，1600，1570。1500， 1000-1100cm-1等区域及指纹区有特征峰。H-NMR谱上则是芳 香性分子表现出特殊现象的最明显标志．
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⑷有10个π电子，具有芳香性。
例2：对于有三个环共用一个原子的化合物
对于此类化合物不能简单套用上一方法，有芳香性。 3、离子化合物芳香性的判断 例如：环丙烯酮类化合物
O
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对于此类化合物，写出它的偶极离子形式，然后用休克尔 规则来判断。 O O 从它的偶极离子形式，符合用休克尔规则，具有芳香性。 4、富瓦烯型化合物芳香性的判断 富烯很不稳定，无芳香性。
④、对于轮烯，轮内氢的空间排斥作用
化学与生命科学的判断 没有形成离域的π32的大π键，不具有芳香性 形成离域的π32大π键，具有2 π电子，有芳 香性 形成离域的π34大π键，具有4 π电子，无芳 香性
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例2：环丁二烯芳香性及其正离子的芳香性判断 形成离域的π44大π键，具有4 个π电子，无 芳香性 形成离域的π42大π键，具有2个 π电子，有 芳香性 例3：环戊二烯芳香性及其正、负离子的芳香性判断 没有形成离域的π54大π键，无芳香性 形成离域的π56大π键，具有6个π电子，有 芳香性 形成离域的π54大π键，具有4个π电子，无 芳香性
芳香性
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第一节 芳香性、非芳香性、反芳香性的概念
1、定义 【芳香性】是指苯型的化合物由于π电子离域具有特殊的热稳 定性。环上易发生取代反应，不易发生加成反应，在结构上 C-C键长介于单双键之间，在核磁共振谱上表现出较大的化学 位移的性质。 反芳香性是指苯型的化合物，由于π电子离域它的稳定性 比相应的非环共轭烯烃稳定性小的现象。 非芳香性是指环形的化合物，由于没有π电子离域现象， 它的稳定性和相应的非环共轭烯烃稳定性相当的现象。
CH2
例如：下列化合物是否具有芳香性 ⑴ ⑵
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⑶
判断的方法；先写出其偶极结构，得到两个电荷相反的 共轭环，然后看着两个环是否都满足休克尔规则，如果满足 则有芳香性，则反之。 ⑴无芳香性。 ⑵有芳香性。
⑶有芳香性。
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完
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3、芳香化合物的结构特征
见教材101～102页。
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第二节 芳香性的判据
目前，判断一个有机化合物，有两种方法：
一种是：休克尔(E.Hückel)的4n＋2规则； 另一种是：芳香环上氢质子的化学位移最大差值。 下面我们主要学习休克尔(E.Hückel)的4n＋2规则。 1、单环体系芳香性的判断 单环体系芳香性的判断，注意四点： ①、体系的平面性 ②、具有4n＋2个π电子 ③、 4n＋2个π电子的取值极限（0≤n≤5）
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2、芳香化合物的特点 ⑴、C/H高 ⑵、键长趋于平均化 芳香性分子具有比正常的碳碳双键的键长(1.35Å)稍长双键 和相比正常的碳碳单键的键长(1.54Å)稍短的单键。无芳香性的 多烯分子中单键和双键的键长特征很明显，分别为1.44-1.48Å和 1.34-1.36Å，芳香性分子的碳碳键长处于1. 38Å和1.40Å之间。 苯环中六个碳碳键长彼此相等，约为1.395Å。 ⑶、分子的共平面性 具有芳香性的分子一个显著特征是环上原子的平面性或 几乎平面性。有平面结构的化合物并不都是有芳香性的。但 芳香性总是伴随着一定程度的平面性。 [18]-轮烯是近乎乎面的， [16]-轮烯是非平而的，前者是芳香性分子，后者并无劳香性。
1．共平面或接近于共平面；
2．轮内氢原子间没有或很少有空间排斥作用； 3．π电子数符合4n+2规则。
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2、稠环化合物芳香性的判断
例1：下列化合物的芳香性的判断
⑴ ⑵
戊搭烯
⑶ ⑷
庚搭烯
这些体系接近或在一个平面，用休克尔的4n+2规则来判断。 对于这一类体系多环体系，可忽略中心桥键，用休克尔 的4n+2规则来判断。 ⑴有8个π 电子， ⑵、 ⑶有12个π电子，无芳香性。
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例4：环辛四烯及其正离子芳香性的判断
H H H H
H
H
H
H
结论：环辛四烯体系不是平面的，无芳香性。 环辛四烯正离子体系是平面，具有6个π电子， 有芳香性。
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例5：轮烯芳香性的判断 轮烯（annulene）是一类单键与双键交替的环状多烯烃类。 命名或书写时通常是把成环碳原子数写在方括弧内置于“轮烯” 词前，例如苯可以看作是[6]轮烯，环辛四烯是[8]轮烯，但一般 是把较大的环称作轮烯。 [10]轮烯：这是没有角张力结构
H H
此结构中，两个轮内氢原子彼此干扰。整个分子不可能在 一个平面，没有芳香性。 [14]轮烯：这是没有角张力结构 环内的氢原子彼此干扰很小，具有芳香性。
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H H H H
[18]轮烯： 具有芳香性
H H
H H
H H
[22]轮烯：
具有芳香性 结论：这类化合物是否显示芳香性，主要决定于下列条件：
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⑷、反应活性：易取代，难加成； ⑸、特殊的稳定性 苯的氢化热是208kJ／mol，而环已烯的氢化热是119kJ／mol。 （6）、特征光谱 如苯环的紫外光谱上有184nm，202nm(K带)和254nm(B带)三 个特征峰：红外光谱上分别在3000一3100，1600，1570。1500， 1000-1100cm-1等区域及指纹区有特征峰。H-NMR谱上则是芳 香性分子表现出特殊现象的最明显标志．
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⑷有10个π电子，具有芳香性。
例2：对于有三个环共用一个原子的化合物
对于此类化合物不能简单套用上一方法，有芳香性。 3、离子化合物芳香性的判断 例如：环丙烯酮类化合物
O
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对于此类化合物，写出它的偶极离子形式，然后用休克尔 规则来判断。 O O 从它的偶极离子形式，符合用休克尔规则，具有芳香性。 4、富瓦烯型化合物芳香性的判断 富烯很不稳定，无芳香性。
④、对于轮烯，轮内氢的空间排斥作用
化学与生命科学的判断 没有形成离域的π32的大π键，不具有芳香性 形成离域的π32大π键，具有2 π电子，有芳 香性 形成离域的π34大π键，具有4 π电子，无芳 香性
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例2：环丁二烯芳香性及其正离子的芳香性判断 形成离域的π44大π键，具有4 个π电子，无 芳香性 形成离域的π42大π键，具有2个 π电子，有 芳香性 例3：环戊二烯芳香性及其正、负离子的芳香性判断 没有形成离域的π54大π键，无芳香性 形成离域的π56大π键，具有6个π电子，有 芳香性 形成离域的π54大π键，具有4个π电子，无 芳香性