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1.2芳香性与同芳香性

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芳香性

芳香性

碳环化合物的芳香性1芳香性，非芳香性，反芳香性，同芳香性及反同芳香性的判断芳烃一般具有苯环结构，它们是环状闭合共轭体系，π电子高度离域，体系能量低，较稳定。

在化学性质上表现为易进行亲电取代反应，不易进行加成和氧化反应，即具有不同程度的芳香性。

是不是具有芳香性的化合物一定具有苯环？1931年德国化学家休克尔(Hückel)从分子轨道理论的角度，对环状多烯烃（亦称轮烯）的芳香性提出了如下规则，即Hückel 规则。

其要点是：化合物是轮烯，共平面，它的π电子数为4n+2（n为0，1，2，3…，n 整数），共面的原子均为sp2或sp杂化。

1954年伯朗特（Platt）提出了周边修正法，认为可以忽略中间的桥键而直接计算外围的电子数，对Hückel规则进行了完善和补充。

但仍有一些不足之处[1]。

1.1芳香性一些稠环烃也可将之看成轮烯，画经典结构式时，应使尽量多的双键处在轮烯上，处在轮烯内外的双键写成其共振的正负电荷形式，将出现在轮烯内外的单键忽略后，再用Hückel －Platt规则判断。

（1）双键碳处在不与轮烯共用的内部，计算电子时，只计算轮烯上的电子，内部的不记。

下面的化合物A和D周边分别有双键6个和5个，如此时判断他们的芳香性就会造成错误。

而它们的B和E式分别有双键7个和6个，将内部的双键写成其共振的正负电荷形式C 和F后，将出现在轮烯内外的单键忽略后，用Hückel－Platt规则判断得A为芳香性物质，而D不是芳香性物质。

A B CD E F14e12e（2）双键与轮烯直接相连，计算电子时，将双键写成其共振的电荷结构，负电荷按2个电子计，正电荷按0计，内部不计。

如下面物质均有芳香性：14e10e6e6eOO2e6eOO6e10e2e6e（3）轮烯内部通过单键相连，且单键碳与轮烯共用，单键忽略后，下列物质萘、蒽、菲均有芳香性：10e8e12e14e12e14e（4）轮烯外部通过单键相连，且单键碳与轮烯共用，单键忽略后，分别计算单键所连的轮烯的芳香性，下列物质均有芳香性：1.2反芳香性反芳香性是指化合物共平面，它的π电子数为4n （n 为0，1，2，3…，n 整数），共面的原子均为sp 2或sp 杂化的轮烯，它的稳定性小于开链烃。

第二章 10芳香性

第二章 10芳香性

H 即 H H
H
环丙烯
H
环丙烯正离子
H
环丙烯正离子中的碳—碳键长都是0.140nm，因此它的电子 不是固定在其两个碳原子之间而是离域的，正电荷不是集中 于某一原于上，而是分布在由三个碳原于组成的共轭体系 中 三原子二电子π 体系。
环丙烯正离的正电荷离域
+
环丙烯正离子本身和它的某些取代的衍生物已被合成， 例如：
C6H5 C6H5 BF4ˉ C6H5 Cl Cl AlCl4ˉ
Cl
事实上，三丙基环丙烯正离于是最稳定的正碳离子之 一，甚至在水溶液中它还是稳定的。三叔丁基环丙烯正离 子也是很稳定的。此外，环丙烯酮也是稳定的化合物。
O
环丙烯酮
O-
环丙烯负离子的情况与相应的正离子就不同了
环丙烯负离子的四电子体系不符合Hückel规则，因而 它没有芳香性。
O O
卓酚酮是卓酮的羟基游衍生物。
或写作
OH O
O O H
2.6 八元环的π体系
虽然环辛四烯没有芳香性，但在环辛四烯分子中除去两个电子 的双正离子和增加两个电子的双负离子都是存在的，并都有一定程 度的芳香性。前者相当于六电子体系，后者相当于十电子体系，都 符合4n＋2规则，前者n=1，后者n＝2。它们的分子轨道和基态时 的电子排布如下图所示： 环辛四烯双负离子的存在需要有两个负电荷置于同一环上，这只 能用芳香性来解释。
2.3 四元环的π体系
环丁二烯π电子不符合4n+2规则，它没有芳香性。
按照Hückel规则，如果在环丁二烯分子中减去两个电 子，则将成为二电子体系，也就可以具有芳香性。同预测 的情况一致，下列化合物已被合成，并可代表具有芳香性 的二电子体系。
R R

有机化学基础知识点整理芳香性和芳香化合物的性质

有机化学基础知识点整理芳香性和芳香化合物的性质

有机化学基础知识点整理芳香性和芳香化合物的性质芳香性和芳香化合物的性质有机化学是化学领域中的一个重要分支，研究有机物的结构、性质和合成方法等。

芳香性和芳香化合物是有机化学中的重要概念和研究内容之一。

本文将对芳香性和芳香化合物的基础知识点进行整理。

一、芳香性的概念芳香性是指含有芳香环结构的化合物所特有的性质或现象。

它是由芳香环中的π电子云形成的高度共轭体系所决定的。

具备芳香环结构的化合物表现出一系列独特的性质，包括稳定性高、反应活性低、呈现特殊的气味等。

二、芳香性的规则和条件1. 符合Hückel规则Hückel规则是判断一个化合物是否具备芳香性的一个重要准则。

根据Hückel规则，一个环状分子具备芳香性必须满足：- 分子是平面的；- 分子中含有 4n+2 个π电子，其中 n 是非负整数。

2. 产生高度共轭体系芳香性是由共轭体系中的π电子云形成的，因此产生芳香性的分子通常具有大范围的共轭结构。

对于苯环来说，由于其电子云在整个环上共轭，因此苯是最简单的芳香化合物。

3. 具备极性芳香化合物中的芳香环带有电负性较大的原子团，如氧、氮等，因此具备一定的极性。

然而，芳香化合物整体上常表现出较弱的极性，主要由于π电子在环上的扩散。

三、芳香化合物的性质1. 化学稳定性芳香化合物的共轭结构使其更加稳定。

对于具有芳香性的化合物，由于能量更低，其化学稳定性也相对较高。

这也是为什么芳香化合物常用作药物、染料和香料等方面的原料。

2. 同位素标记由于芳香化合物的稳定性，可以通过同位素标记来追踪其在化学反应中的转化过程。

同位素标记技术在有机化学的研究和应用中扮演着重要的角色，有助于揭示化学反应的机理和动力学。

3. 气味和香味芳香化合物常常具有独特的气味和香味，广泛应用于香水、香料和食品添加剂等方面。

因为芳香化合物形成的芳香环结构能够与嗅觉受体结合，产生特殊的感官效应。

4. 光谱特性芳香化合物在红外光谱、紫外光谱和核磁共振光谱等光谱中表现出特殊的峰值和吸收特性，这对于准确鉴定和表征芳香化合物具有重要意义。

《高等有机化学》课件-第二章 芳香性

《高等有机化学》课件-第二章 芳香性

4、苯的分子轨道模型
分子轨道理论认为六个p轨道线性组合成六个π分子轨道，其中三个成键 轨ψ1ψ2ψ3 和三个反键轨道ψ4ψ5ψ6 。
在这个分子轨道中，有一个能量最低的ψ1轨道，有两个相同能量较高的ψ2 和ψ3轨道，各有一个节面，这三个是成键轨道。ψ4ψ5能量相同，有两个节面， ψ6能量最高有三个节面，这三个是反键轨道。
end lies on the side of the heteroatom, with a dipole moment of
1.58 D.
Pyrrole is also weakly acidic at the
酸性比较：
N–H position, with a pKa of 17.5 乙酸>苯酚> 吡咯 >环己醇
在基态时，苯分子的6个p电子成对地填入三个成键轨道，这时所有能量低 的成键轨道，全部充满了电子，所以苯分子是稳定的，体系能量较低。
5、核磁波谱（ NMR）特性 NMR波谱法也是一种确定芳香性的实验手段。芳香化合物 的特点是它们呈现抗（反、感）磁环电流。这个环电流可以看 成在NMR波谱仪磁场的影响下，离域π体系中电子的移动。环流 是芳香性化合物中磁场大范围各向异性的结果。这个诱发的环 流引起了与环垂直的局部磁场，其方向与外加磁场方向相反。 所以处于芳香环平面上、下方的核，感受到与外加磁场相反的 磁场（屏蔽区），并出现在NMR波谱中的较高场处（化学位移 δ值较小）；而在环平面中的核，即直接和环相连的原子，感受 到与外加磁场同向的磁场（去屏蔽区），出现在NMR波谱中的 较低场处（化学位移δ值较大） 。 这种化学位移的出现，可以作为芳香性的证据，但这不是绝 对的判据！
强调：n不是环上碳的原子数)； • 共面的原子均为sp2或sp杂化，环上π电子能够发生

1.2芳香性与同芳香性

1.2芳香性与同芳香性
3． 分子共平面性 组成芳香环的原子都在 一个平面或接近一个平面。

4．
化学活性 不饱和化合物的特征之一就是 易发生加成反应，但芳香性化合物不易发生加成 反应，而倾向于发生取代反应，尤其是亲电取代 反应。
5．
共轭能 氢化热和燃烧热的测定表明芳香 化合化合物稳定性和体系的共轭能（或称为离域 能）密切相关。例如，苯的氢化热是 208.5kJ/mol， 环已烯的氢化热是 119.7kJ/mol。假定环已三烯为苯的定域化模型， 比较1mol苯和3mol环已烯的氢化热，计算得苯的 共轭能约为150.7kJ/mol（3×119.7-208.5）。

违反Hü ckel规则的轮烯分子的稳定性 要低于一般非芳香性的分子。 如早期人们花了很大的气力企图合成 环丁二烯，最后发现它很不稳定。

单电子离域能（REPE） REPE > 0, 化合物具有芳香性
REPE = 0, 化合物为非芳香性
REPE < 0, 化合物具有反芳香性
练习：定性的指出下列结构是芳香性的、非芳香性的、同芳香性的、 还是反芳香性的；


[10]-轮烯
H H
(A)

(B)
(C)
A是全顺式，B是反,顺,顺,顺,顺式，C是反,顺, 反,顺,顺式都没有芳香性；在C中由于角张力 及环内两个氢的排斥力影响分子的稳定性,使 之不具芳香性；[10]-环共轭的不稳定性可归于 容易热环化为双环体系。

用一个原子代替两个氢原子得1，6-桥-[10]-环 共轭多烯，有芳香性：
6
波谱特征 芳香化合物的光谱与简单共轭体 系有明显差异。
二 Hü ckel 4n+2规则
Hü ckel从简单分子轨道理论研究入手， 提出含有4n+2个π电子的平面共轭单环化合 物应具芳香性，这就是Hü ckel规则。 根据休克尔规则,非苯芳香化合物可以分成以 下几类 1.芳香离子 2.轮烯 3.并联环系化合物 4.杂芳香化合物

芳香性判断依据

芳香性判断依据

碳环化合物的芳香性魏荣宝陈苏战刘秀明天津理工大学生物与化学工程学院天津300191摘要本文介绍碳环化合物的芳香性，非芳香性，反芳香性，同芳香性及反同芳香性简单判断的方法及在有机化学中的应用。

1芳香性，非芳香性，反芳香性，同芳香性及反同芳香性的判断芳烃一般具有苯环结构，它们是环状闭合共轭体系，π电子高度离域，体系能量低，较稳定。

在化学性质上表现为易进行亲电取代反应，不易进行加成和氧化反应，即具有不同程度的芳香性。

是不是具有芳香性的化合物一定具有苯环？1931年德国化学家休克尔(Hückel)从分子轨道理论的角度，对环状多烯烃（亦称轮烯）的芳香性提出了如下规则，即Hückel 规则。

其要点是：化合物是轮烯，共平面，它的π电子数为4n+2（n为0，1，2，3…，n 整数），共面的原子均为sp2或sp杂化。

1954年伯朗特（Platt）提出了周边修正法，认为可以忽略中间的桥键而直接计算外围的电子数，对Hückel规则进行了完善和补充。

但仍有一些不足之处[1]。

本文根据教学实践，提出了简单判断碳环化合物的芳香性、非芳香性、反芳香性、同芳香性及反同芳香性的方法及在有机化学中的应用[2]。

1.1芳香性一些稠环烃也可将之看成轮烯，画经典结构式时，应使尽量多的双键处在轮烯上，处在轮烯内外的双键写成其共振的正负电荷形式，将出现在轮烯内外的单键忽略后，再用Hückel －Platt规则判断。

（1）双键碳处在不与轮烯共用的内部，计算电子时，只计算轮烯上的电子，内部的不记。

下面的化合物A和D周边分别有双键6个和5个，如此时判断他们的芳香性就会造成错误。

而它们的B和E式分别有双键7个和6个，将内部的双键写成其共振的正负电荷形式C 和F后，将出现在轮烯内外的单键忽略后，用Hückel－Platt规则判断得A为芳香性物质，而D不是芳香性物质。

A B CD E F14e12e （2）双键与轮烯直接相连，计算电子时，将双键写成其共振的电荷结构，负电荷按2个电子计，正电荷按0计，内部不计。

杂环化合物 同芳香性 反芳香性

杂环化合物; 组成碳环化合物的一个或多个环碳原子，被O、S、N、Se、P、As……等非碳原子置换而形成的化合物，称为杂环化合物；这些非碳原子则称为杂原子。

但通常将周期表中的零族和第一族元素的原子以及其他金属元素的原子除外。

前者是由于尚未发现由它们组成的、稳定的杂环化合物；后者虽能参与成环，但性质特殊，通常列入金属有机化合物类。

常见的杂环化合物由五元、六元环组成，但也有三元、四元环及七元、八元环的，甚至还有十元以上的大环。

环内的杂原子可由一个至多个相同或不相同的杂原子组成。

成环的形式有单杂环及稠杂环；稠杂环可以是碳环与杂环并合，也可以是杂环与杂环并合。

因而杂环化合物的种类繁多、数目庞大。

在环状有机化合物中，成环原子除碳外，还含有氧、硫、氮等其他原子的环状有机化合物称为杂环化合物。

有脂杂环和芳杂环，通常说的杂环主要是指芳杂环。

芳杂环可以按照杂原子的种类、数目和结合方式，分成若干系。

杂环化合物上述杂环化合物都符合休克尔规则，故都有芳香性。

π电子数计算技巧：双键C 阳离子阴离子单键杂原子双键杂原子1 02 2 1具有芳香性化合物的特点是：(1)必须是环状的共轭体系；(2) 具有平面结构——共平面或接近共平面(平面扭转＜0.01nm)；(3) 环上的每个原子均采用SP2杂化(在某些情况下也可是SP杂化)；(4) 环上的π电子能发生电子离域，且符合4n + 2 的Hückel规则。

具有芳香性化合物在性质上的标志是：(1) 与苯类似，容易发生亲电取代反应，而不易发生加成；(2) 氢化热和燃烧热比相应的非环体系低，而显示出特殊的稳定性；(3) 在NMR谱中与苯及其衍生物的质子有类似的化学位移。

根据休克尔规则，环丁二烯应没有芳香性。

环丁二烯右4个π电子，不符合4n+2规则，它有一组简并的非键轨道和一个成键轨道，基态下其中两个π电子占据能量最低的成键轨道，但两个简并的非键轨道只有两个π电子数，就是说它是半充满的，按照洪特规则，它是非常不稳定的。

芳香性 离域π键和休克尔规则


（6）[18]轮烯
[18]轮烯具有芳香性。这个环大到足以使环内
氢不再互相排斥，环也没有角张力。X-射线衍射测
定这个环是平面的，键长0.138至0.142nm，不是交
替键长。核磁共振谱显示有反磁环流，分子的化学
性质也属芳香性类型。
更大的轮烯如[20]轮烯、[22]轮烯、 [24]轮烯均已合成。核磁共振显示只有 [22]轮烯是芳香性的，而[20]轮烯、 [24]轮烯均无芳香性，说明休克尔规则 普遍适用于这些轮烯。
例析离域π键
NO
3
CO
2 3
SO3
H2C＝CH－CH＝CH2
例析离域π键
6 4
BF3
4 3
SO2
4 3

O3
6 6
C6H6
2个
4 3
CO2
HN3 sp sp sp2
例析离域π键
4 3
5 3
2个
4 3
6 5
NO
2
ClO2 OCN-
N2O3
例析离域π键
CC
26 26
CH
3个 6 6
C+
18 19
环状多烯烃类。它们有的很稳定，有的不稳定。有
的在自然界存在，有的是实验室间接证明的东西。
命名或书写时通常是把成环碳原子数置于词前并 定在方括弧内，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。
这类化合物如果是在一个平面上并含有4n+2π 电子的应具有芳香性。
(1)环丁二烯
H
H
H
H
+
+
H
H
（2） 环丁二烯双正离子
按照Hückel规则，环丁二烯双正离子 应具有芳香性。如下列化合物

芳香性判断依据

有机化学期中论文学校院系：西北大学化工学院班级：化学工程与工艺学号：2009115065姓名：崔尧论碳环化合物的芳香性的判断摘要本文介绍碳环化合物的芳香性，非芳香性，反芳香性，同芳香性及反同芳香性简单判断的方法及在有机化学中的应用。

一芳香性，非芳香性，反芳香性，同芳香性及反同芳香性的判断芳烃一般具有苯环结构，它们是环状闭合共轭体系，π电子高度离域，体系能量低，较稳定。

在化学性质上表现为易进行亲电取代反应，不易进行加成和氧化反应，即具有不同程度的芳香性。

是不是具有芳香性的化合物一定具有苯环？1931年德国化学家休克尔(Hückel)从分子轨道理论的角度，对环状多烯烃（亦称轮烯）的芳香性提出了如下规则，即Hückel 规则。

其要点是：化合物是轮烯，共平面，它的π电子数为4n+2（n为0，1，2，3…，n 整数），共面的原子均为sp2或sp杂化。

1954年伯朗特（Platt）提出了周边修正法，认为可以忽略中间的桥键而直接计算外围的电子数，对Hückel规则进行了完善和补充。

但仍有一些不足之处[1]。

本文根据教学实践，提出了简单判断碳环化合物的芳香性、非芳香性、反芳香性、同芳香性及反同芳香性的方法及在有机化学中的应用[2]。

（1）芳香性一些稠环烃也可将之看成轮烯，画经典结构式时，应使尽量多的双键处在轮烯上，处在轮烯内外的双键写成其共振的正负电荷形式，将出现在轮烯内外的单键忽略后，再用Hückel －Platt规则判断。

（1）双键碳处在不与轮烯共用的内部，计算电子时，只计算轮烯上的电子，内部的不记。

下面的化合物A和D周边分别有双键6个和5个，如此时判断他们的芳香性就会造成错误。

而它们的B和E式分别有双键7个和6个，将内部的双键写成其共振的正负电荷形式C 和F后，将出现在轮烯内外的单键忽略后，用Hückel－Platt规则判断得A为芳香性物质，而D不是芳香性物质。

有机化学-芳香性概述

芳香性概述内容提要1. 芳香性1.1芳香性的定义与基本判据1.2芳香化合物的基本化学性质1.3芳香化合物的基本结构特征1.4芳香化合物的核磁共振性质和芳香性的检验手段1.4.1核磁共振原理1.4.2 电磁屏蔽效应1.4.3 全反式[18]轮烯的核磁共振1.4.4 芳香化合物的核磁共振性质1.4.5 芳香性的检验手段1.5芳香性的定性判据——休克尔规则1.5.1休克尔规则的表述1.5.2. 休克尔规则的应用举例1.5.3适用休克尔规则的常见非苯芳香化合物1.6周边修正1.6.1萘和薁1.6.2芘1.6.3双键修正在周边修正中的应用1.7芳香性定性判据的局限性2. 反芳香性2.1反芳香性的定义与基本判据2.2典型的反芳香化合物2.2.1 环丁二烯2.2.2 环戊二烯正离子3. 非芳香性4. 同芳香性4.1环辛四烯正离子4.2其它典型的同芳香性分子4.2.1环戊烯-4-正离子4.2.2降冰片烯-7-正离子4.2.3亚甲叉[10]轮烯5. Y芳香性6. 休克尔分子轨道理论6.1变分法概述6.2尝试波函数的构建方法6.3尝试波函数Ψ = c A A + c B B的构建举例6.4同核双原子分子的变分法构建结果6.5异核双原子分子的变分法构建结果6.6 αA和αB的差值对成键和反键轨道能E+和E-的影响6.7休克尔分子轨道法7. 富烯7.1线性π体系分子轨道能量的计算公式7.2使用休克尔分子轨道法简便求解分子轨道能和轨道系数的举例：1,3-丁二烯7.3富烯与1,3,5-己三烯7.3.1 富烯7.3.2 1,3,5-己三烯7.3.3 富烯与1,3,5-己三烯的比较7.3.4 休克尔分子轨道法的局限性8. 环丁二烯与姜泰勒畸变8.1单一环状π体系分子轨道能量的计算公式8.2多边形法则8.3休克尔分子轨道法对环丁二烯的处理8.4环丁二烯的真实情况与姜-泰勒畸变8.4.1 环丁二烯的真实情况8.4.2 姜-泰勒畸变正文1.芳香性（Aromaticity）1.1芳香性的定义与基本判据芳香化合物一词，最早源于苯的合成，天然产物安息香胶中，含有苯甲酸（俗称安息香酸），苯甲酸与碱共热可脱去羧基得到苯，其带有芬芳气味[1]最初，芳香化合物的范围仅限于苯与其同系物，后来随着人们对芳香性的认识不断加深，芳香性的概念也不断被扩展和重新定义公元1931年，德国物理学家和物理化学家艾瑞克·休克尔（Erich Hückel）提出，离域π电子数符合4n + 2规则的平面共轭多烯，具有芳香性，其中n是非负整数[2]。

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用一个原子代替两个氢原子得1， 桥 用一个原子代替两个氢原子得 ，6-桥-[10]-环 环 共轭多烯，有芳香性： 共轭多烯，有芳香性：
O X
(D)
(E) X= O, CH2, NH, NCH3
[14]-轮烯 轮烯
7.6 ppm （H之间相互作用小）有芳香性
H H HH H
0 ppm
H H
H H
有两对氢原子会发生相互作用，共轭能不高， 芳香稳定性不明显
五.芳香亲电取代反应
芳香化合物环上的π电子云密度较高， 芳香化合物环上的π电子云密度较高，容易受 到亲电试剂的进攻，易于进行亲电取代反应。 到亲电试剂的进攻，易于进行亲电取代反应。芳香 亲电取代反应是研究得较为深入的反应之一， 亲电取代反应是研究得较为深入的反应之一，不仅 在实验室而且在工业上都有广泛的应用。 在实验室而且在工业上都有广泛的应用。 芳香亲电取代反应的进攻试剂亲电试剂通常为 正离子或偶极分子（包括诱导偶极）的正电荷端， 正离子或偶极分子（ 包括诱导偶极） 的正电荷端， 如果是一个正离子， 如果是一个正离子，它进攻芳香环首先形成碳正离 又称为芳基正离子或σ络合物（ complex） 子 ， 又称为芳基正离子或σ络合物（σ-complex） ， σ络合物则是进行芳香亲电取代反应所必须的反应 活性中间体。 活性中间体。
H 8.67 - 8.16 ppm
- 4.25 ppm
H3C CH3
两对氢原子的相互作用，可使其成桥 键来消除掉，有芳香性
[18] - 轮烯
- 3.0 ppm 9 ppm
H H H H H H
H
有芳香性
轮烯已被合成， [22] - 轮烯已被合成，具有芳 香性。某些[26] 香性。某些[26] - 轮烯为平面 有芳香性，而其它[26] 的，有芳香性，而其它[26] 轮烯和[30] 轮烯是非平面的， 轮烯和[30] - 轮烯是非平面的， 没有芳香性。 没有芳香性。大环难于达到充分 有效的芳香化合物那样的电子非 定域。 定域。
3.并联环系化合物 3.并联环系化合物
(1) 苯并稠环体系
1 2
C1 C2 C3
3
C2
0.136 nm 0.1415 nm
双键： 0.134 nm 单键： 0.154 nm
(2) 蓝烃
薁，芳香化合物
偶极矩：1.08D
(3) 富烯衍生物
稳定 杯烯
Ph Ph Ph Ph Ph Ph
Ph Ph Ph Ph
(3) 环戊二烯负离子
环戊二烯是一个有一定酸性的烯烃 =16.0）， ），可离解形成一个较稳定的负 （pKa=16.0），可离解形成一个较稳定的负 离子。环戊二烯负离子有6 电子， 离子。环戊二烯负离子有6个π电子，按照 ckel规则 Hückel规则，应具有芳香性。NMR谱测定其钾 ckel规则，应具有芳香性。NMR谱测定其钾 盐在δ=5.57ppm处显示单峰， δ=5.57ppm处显示单峰 盐在δ=5.57ppm处显示单峰，表明具有对称 结构。 结构。
(5) 环壬四烯负离子
双环[6.1.0]壬三烯氯化物与金属锂作用， 双环[6.1.0]壬三烯氯化物与金属锂作用， [6.1.0]壬三烯氯化物与金属锂作用 形成环壬四烯负离子。环壬四烯负离子有10 形成环壬四烯负离子。环壬四烯负离子有10 电子，符合H ckel规则，是芳香化合物。 ckel规则 个π电子，符合Hückel规则，是芳香化合物。
三.环多烯л分子轨道能级图 环多烯л
四.非苯芳烃举例 非苯芳烃举例 1．芳香离子
（1） 环丙烯正离子 环丙烯体系有一个 成键轨道和一对反键轨道，环丙烯正离子的2 成键轨道和一对反键轨道，环丙烯正离子的2 个电子占据成键轨道，其碳个电子占据成键轨道，其碳-碳键长都是 0.140nm， 0.140nm，π电子及正电荷离域于三元环共轭 体系中，是芳香性的。 体系中，是芳香性的。
4． 化学活性 不饱和化合物的特征之一就是 易发生加成反应， 易发生加成反应，但芳香性化合物不易发生加成 反应，而倾向于发生取代反应， 反应，而倾向于发生取代反应，尤其是亲电取代 反应。 反应。 5． 共轭能 氢化热和燃烧热的测定表明芳香 化合化合物稳定性和体系的共轭能（ 化合化合物稳定性和体系的共轭能（或称为离域 密切相关。例如， 能）密切相关。例如，苯的氢化热是 208.5kJ/mol， 208.5kJ/mol， 环已烯的氢化热是 119.7kJ/mol。假定环已三烯为苯的定域化模型， 119.7kJ/mol。假定环已三烯为苯的定域化模型， 比较1mol苯和3mol环已烯的氢化热， 1mol苯和3mol环已烯的氢化热 比较1mol苯和3mol环已烯的氢化热，计算得苯的 共轭能约为150.7kJ/mol 150.7kJ/mol（ 119.7-208.5）。 共轭能约为150.7kJ/mol（3×119.7-208.5）。 6 波谱特征 芳香化合物的光谱与简单共轭体 系有明显差异。 系有明显差异。
Cl H
2LiCl
Li
(6) 环辛四烯双负离子
环辛四烯与金属钠作用形成环辛四烯双负 离子，有10个π电子，符合Hückel规则,有芳 香性。
+ 2 Na
+
2 Na
2．轮烯
轮烯（ annulene） 轮烯 （ annulene ） 是一类单键与双键交替的 环状多烯烃类。 环状多烯烃类。命名或书写时通常是把成环碳原子 数置于词前并定在方括弧内，例如苯可以看作是 苯可以看作是[ 数置于词前并定在方括弧内，例如苯可以看作是[6] 轮烯， 环辛四烯是[ 轮烯， 轮烯 ， 环辛四烯是 [8] 轮烯 ， 但一般是把较大的环 称作轮烯。 称作轮烯。这类化合物如果是在一个平面上并含有 n+2 电子的应具有芳香性。 4n+2π电子的应具有芳香性。 [10]轮烯 (1) [10]轮烯
H
+
H +
H
H
+
H
SbCl5 SbCl6
-
H
H Cl Cl
Cl Cl
+
SbCl5
SbCl6
-
Cl
O
O
-
（2） 环丁烯双正离子
按照H ckel 规则， ckel规则 按照 Hückel 规则 ， 环丁二烯双正离 子应具有芳香性。 子应具有芳香性。如下列化合物
R R
++
R R
R＝CH3或C6H5
已被合成。 已被合成。
Ph
+ +
H3C
+
CH3
1
2
3
4
+
O
Ph
5
Ph
N
CH3
6
7
_
8
9
N
11
10
12
13
14
[10]-轮烯 轮烯
H H
(A)
(B)
(C)
A是全顺式，B是反 顺,顺,顺,顺式，C是反 顺, 是全顺式， 是反 是反,顺 顺 顺 顺式 顺式， 是反 是反,顺 是全顺式 顺式都没有芳香性； 反,顺,顺式都没有芳香性；在C中由于角张力 顺 顺式都没有芳香性 中由于角张力 及环内两个氢的排斥力影响分子的稳定性,使 及环内两个氢的排斥力影响分子的稳定性 使 之不具芳香性； 之不具芳香性；[10]-环共轭的不稳定性可归于 环共轭的不稳定性可归于 容易热环化为双环体系。 容易热环化为双环体系
因此进一步定义芳香性： a 抗磁性的电子环流 b 相等或相近的键长 (除了环上杂原子破坏了分子的对 称性外) c 平面性 d 化学稳定性 e 芳环上易取代而非加成反应
一 芳香化合物的特点 1． 较高的C/H比 芳香性化合物多数都有较 高的C/H比，而脂肪族化合物绝大多数的C/H比 都较低。 2． 键长趋于平均化 如：X-衍射测定苯的 6个C—C键长相等，均为0.139nm，没有单键 （0.154nm）和双键（0.134nm）之分。 3． 分子共平面性 组成芳香环的原子都在 一个平面或接近一个平面。
二 Hückel 4n+2规则 4n+2规则
ckel从简单分子轨道理论研究入手 Hückel从简单分子轨道理论研究入手， ckel从简单分子轨道理论研究入手， 提出含有4n+2 4n+2个 提出含有4n+2个π电子的平面共轭单环化合 物应具芳香性，这就是H ckel规则。 ckel规则 物应具芳香性，这就是Hückel规则。 根据休克尔规则, 根据休克尔规则,非苯芳香化合物可以分成以 下几类 1.芳香离子 1.芳香离子 2.轮烯 2.轮烯 3.并联环系化合物 3.并联环系化合物 4.杂芳香化合物 4.杂芳香化合物
+ H H H
+
二茂铁[Fe(C 二茂铁[Fe(C5H5)2]
二茂铁[Fe(C 二茂铁[Fe(C5H5)2]是芳香性的环戊二烯负离子 的另一特例。二茂铁是π 的另一特例。二茂铁是π络合物类的金属有机化合 物，由两个环戊二烯负离子与亚铁离子构成一种夹 心结构，桔红色，熔点173℃ 173℃。 心结构，桔红色，熔点173℃。可以用环戊二烯钠 与氯化亚铁在四氢呋喃中反应或用环戊二烯在二乙 胺存在下直接与亚铁盐反应制备。 胺存在下直接与亚铁盐反应制备。
如早期人们花了很大的气力企图合成 环丁二烯，最后发现它很不稳定。
单电子离域能（REPE） REPE > 0, 化合物具有芳香性 REPE = 0, 化合物为非芳香性 REPE < 0, 化合物具有反芳香性
练习：定性的指出下列结构是芳香性的、非芳香性的、同芳香性的、 还是反芳香性的；
CH3
_ +
Ph
Ph
Ph
6.3 D
4.杂芳香化合物 4.杂芳香化合物N HON共振能： 21
16
29
千卡/摩尔
象这种含有杂原子的芳香化合物称为杂芳香 化合物。可分为两类：一类利用芳香π 化合物。可分为两类：一类利用芳香π体系 享电子对； 中的杂原子的未共享电子对 中的杂原子的未共享电子对；一类不利用此 未共享电子对。 未共享电子对。