芳香性与休克尔规则

一 休克尔规则
例如： 例如：
6 个π 电子 n=1
10 个π 电子 n=2
苯、萘是平面型分子，分子中存在着环状的 萘是平面型分子，分子中存在着环状的 闭合共轭体系， 电子云高度离域， 闭合共轭体系，π电子云高度离域，所以具有 芳香性” “芳香性”。 但有些不具有苯环结构的烃类化合物 苯环结构的烃类化合物， 但有些不具有苯环结构的烃类化合物，也具 有一定的“芳香性” 这类化合物称为非苯系芳 有一定的“芳香性”。这类化合物称为非苯系芳 香烃。 香烃。
(二) 薁（azulene）——C10H8 （蓝烃） 二 蓝烃） ）
π电子数为 ，符合 ＋2(n=2)规则，具 电子数为10，符合4n＋ 规则， 电子数为 规则 有环状平面共轭体系，具有芳香性。 有环状平面共轭体系，具有芳香性。 环戊二烯负离子和环 庚三烯正离子稠合
7 6 5
8
1 2
天蓝色片状固体，熔点90° 含10个π电子，成环C都在同一平面 是闭环共轭体系，有芳性
第4.3节 芳香性与休克尔规则 4.3节 ( aromatic and Hückel Rule) ckel 主要内容 休克尔( 休克尔(Hückel)规则 规则 重要的非苯型芳香烃
学习要求
1.理解和掌握非苯芳烃的休克尔 1.理解和掌握非苯芳烃的休克尔 E.Hückel 规则。 ckel） （E.H ckel）规则。 2.掌握几种具有芳香性环多烯 2.掌握几种具有芳香性环多烯
4. 环辛四烯二负离子
环辛四烯 π电子数为 8，不 电子数为 ， 符合 4n＋2休克尔 ＋ 休克尔 原则， 原则，本身没有芳 香性； 个碳原子 香性；8个碳原子 不在一个平面上， 不在一个平面上， 构成一个船形。 构成一个船形。
2e
从外界得到2个电子 从外界得到 个电子 环辛四烯二负离子 平面正八边形的大π离域体 平面正八边形的大 离域体 电子数为10，符合4n 系，π电子数为 ，符合 电子数为 规则， ＋2(n=2)规则，具有芳香性。 规则 具有芳香性。
休克尔规则 判断芳香性体系的规则， 休克尔规则——判断芳香性体系的规则， 规则 判断芳香性体系的规则 三个条件。 满足三个条件 满足三个条件。 (1)成环原子共平面或接近于平面 ； 成环原子共平面或接近于平面 (2) 环上的每个原子采取sp2，具有相互平行的p 环上的每个原子采取sp 具有相互平行的p 轨道； 轨道； (3) 环状闭合共轭体系 环状闭合共轭体系; (4) 环上π电子数为4n+2 (n= 0、1、2……)； 环上π电子数为4n+2 0、 ) 休克尔规则把芳香性概念由苯系芳烃扩展到 非苯系芳香烃，以致于扩展到芳香杂环化合物中。 非苯系芳香烃，以致于扩展到芳香杂环化合物中。 凡符合休克尔规则，表现出芳香性， 凡符合休克尔规则，表现出芳香性，但不具有苯 环的烃类化合物，称作非苯系芳烃 非苯系芳烃。 环的烃类化合物，称作非苯系芳烃。
三维球形芳香分子——富勒烯 C60 富勒烯 三维球形芳香分子
C60是由60个碳原子组成的球型分 是由60 60个碳原子组成的球型分 包含12个五元环和20个六元环。 12个五元环和20个六元环 子，包含12个五元环和20个六元环。 分子中的杂化轨道界于石墨的sp 其分子中的杂化轨道界于石墨的sp2和 金刚石sp 杂化之间， 键沿球面方向， 金刚石sp3杂化之间，σ键沿球面方向， 而键则垂直分布在球的内外表面， 而键则垂直分布在球的内外表面，形 维球状芳香分子。 成3维球状芳香分子。
4
3
抗菌和镇痛等作用。 抗菌和镇痛等作用。
只有环戊二烯负离子、 只有环戊二烯负离子、环庚三烯正离子和环辛 环戊二烯负离子 四烯二负离子满足 满足HÜckel规则，具有芳香性，其 规则， 四烯二负离子满足 规则 具有芳香性， 它无芳香性。 它无芳香性。
作
业
P67 作业本 3（单数） 、4、6、9、 （单数） 、 、 、 10（写出相关方程式） （写出相关方程式） 自己做 3（双数）、 5、7、8、12 双数） 、 、 、
C60的体积与病毒活性中心的孔穴大小相匹配，有可能 的体积与病毒活性中心的孔穴大小相匹配， 堵住洞口，切断病毒的营养供给。研究表明： 堵住洞口，切断病毒的营养供给。研究表明：富勒烯 类化 合物在抗爱滋病毒，酶活性抑制、切割DNA、光动力学治 合物在抗爱滋病毒，酶活性抑制、切割 、 疗等方面具有独特的功效。富勒烯化合物在生化、医学、 疗等方面具有独特的功效。富勒烯化合物在生化、医学、 药物学等领域具有良好的应用前景。 药物学等领域具有良好的应用前景。
重要的非苯型芳香烃 二 重要的非苯型芳香烃 （一） 环多烯离子 环丙烯正离子、环戊二烯负离子、 环丙烯正离子、环戊二烯负离子、环庚三 烯正离子、环辛四烯二负离子都具有芳香性。 烯正离子、环辛四烯二负离子都具有芳香性。
1 环丙烯正离子
环丙烯正离子，具有 个 电子 电子， 个 电子 环丙烯正离子，具有2个π电子， 2个π电子 完全离域，平均分布在3个碳原子 个碳原子上 符合Βιβλιοθήκη Baidun＋ 完全离域，平均分布在 个碳原子上，符合 ＋2 （n=0）规则，具有芳香性。 ）规则，具有芳香性。
2. 环戊二烯负离子
具有6个 电子 电子， 个 电 环戊二烯负离子 ，具有 个π电子， 6个π电 子完全离域，符合4n＋ （ 子完全离域，符合 ＋2（n=1）规则，具有芳 ）规则，具有芳 香性。 香性。
3 环庚三烯正离子
环庚三烯正离子具有环状平面共轭体系， 环庚三烯正离子具有环状平面共轭体系，具 电子， 个 电子完全离域 符合4n＋ 电子完全离域， 有6个π电子， 6个π电子完全离域，符合 ＋2 个 电子 （n=1）规则，具有芳香性。 ）规则，具有芳香性。
1931年，休克尔（E.Huckel）提出了一个 年 休克尔（ ） 判断芳香性体系的规则。 判断芳香性体系的规则。 如果一个单环状化合物具有平面的离域体系， 如果一个单环状化合物具有平面的离域体系， π电子数为 电子数为4n+2（n=0,1,2,…整数），就具有芳香 整数）， 电子数为 （ 整数），就具有芳香 这就是休克尔规则 也叫做4n+2规则。 休克尔规则， 规则。 性。这就是休克尔规则，也叫做 规则