芳香性判断

1 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。

ABCDEF14e12e

（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：

14e10e 2 6e6eOO2e6eOO6e 10e2e6e

（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

芳香性:环状闭合共轭体系,π电子高度离域,具有离域能,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,不易进行加成反应和氧化反应,这种物理,化学性质称为芳香性.

一,芳香性判据——Hückel规则 Hückel规则:一个单环化合物只要具有平面离域体系,它的 π 电子数为

4n+2(n=0,1,3,…整数),就有芳香性(当 n>7 时,有例外).

对能看懂这篇文章的人说:苯有有芳香性,那就是废话了.

非苯芳烃:凡符合Hückel规则,不含苯环的具有芳香性的烃类化合物,非苯芳烃包括一些环多

烯和芳香离子等. 二,一些 非苯芳烃

1.环多烯烃:(通式

CnHn )又称作轮烯(也有人把 n≥10 的环多烯烃称为轮烯).环丁烯,苯,环辛四烯和环十八

碳九烯分别称[4]轮烯,[6]轮烯,[8]轮烯和[18]轮烯.它们是否具有芳香性,可按Hückel规则

判断,首先看环上的碳原子是否均处于一个平面内,其次看 π 电子数是否符合 4n+2.[18]轮烯环上碳原子基本上在一个平面内,π 电子数为 4n+2(n=4),因此具有芳香性.又如[10]轮烯,

π 电子数符合 4n+2(n=2),但由于环内两个氢原子的空间位阻,使环上碳原子不能在一个平

面内,故无芳香性.

2,芳香离子:某些烃无芳香性,但转变成离子后,则有可能显示芳香性.如环戊二烯无芳香

性,但形成负离子后,不仅组成环的 5 个碳原子在同一个平面上,且有 6 个 π 电子(n=1),故有芳香性.与此相似,环辛四烯的两价负离子也具有芳香性.因为形成负离子后,原来的碳环

由盆形转变成了平面正八边形,且有 10 个 π 电子(n=2),故有芳香性.

环戊二烯负离子

其它某些离子也具有芳香性,例如,环丙烯正离子(Ⅰ),环丁二烯两价正离子(Ⅱ)和两价负离

子(Ⅲ),环庚三烯正离子(Ⅳ).因为它们都具有平面结构,且 π 电子数分别位 2,2,6,6,符合 4n+2(n 分别位0,0,1,1).

芳香性判断

13144233周楠 乳品2班

摘要 :探讨了几类环状化合物“芳香性 ” 的判断方法 ,阐述了解决这类问题的

基本思路.

关键词 :环状化合物 ;芳香性 ;判断方法。

正文：关于“芳香性 ” 的早期定义是考虑动力学稳定性 ,即化合物的取代反应

比加成反应更容易发生. 后来 定义则依靠化学的稳定性 ,以共振能的大小来量

度. 最近的定义提供用光谱及核磁的标准 ,磁有向性在平 面π电子体系中能受

感应 ,并可用质子磁共振 (Pmr)光谱中位移到较低的场来检定或借反磁性的灵

敏度 上升的测定 ,π电子流也产生电子光谱 ,和简单的共轭烯类所显示的光谱

有重大的不同.关于“芳香性 ” 的 另一种物理标准 ,为整个芳香体系具有相同

键长和共平面的特性 ,这种分析需要 X光结晶学、 微波光谱或 电子衍射技术。

一． 关于芳香性概念

芳香性是化学中使用频率最高且最重要的概念之一。 “芳香性”研究真

正始于1825年，因为当年Michael Faraday 成 功分离出具有特殊芳香气味

的苯。此后人们把具有类似气味的 化合物统称为芳香化合物。最初芳香性内

涵特指像苯及其衍生 物之类的有机分子的化学反应性质的总称，认为芳香分

子，如 苯、萘、蒽，是平面环状的、共轭的、含有4n+2个π电子，并 且具

有容易进行亲电取代反应，但不易发生加成、氧化等特殊 的化学性质。然而

环丁二烯和环辛四烯化学性质活泼，分别具 有4、8个π电子，则具有反芳

香性。容易看出，早期芳香性定 义实际上是一个特别强调化学反应性能的“化

学定义”。 随着研究的深入，当前芳香化合物已经先后扩展到杂原 子分子、

有机金属、全金属化合物。在范畴上，已经成功地实现 了从有机物到无机物、

由非金属化合物到全金属化合物的过渡； 在几何结构上，也从最初的二维平

面分子延展到准平面分子，甚 至三维封闭式笼状分子；类型上，由早期单纯

的 π 型芳香性扩展 到σ芳香性甚至δ芳香性。

二． 常见芳香性判据及讨论

芳香性的判断

一、芳香性的一般特征：

1. 分子中C/H的比例高(含多个不饱和键)；

2. 键长平均化；

3. 分子共平面；

4. 不易加成、氧化，易发生亲电取代；

5. 符合Hǜckel规则（4n+2规律）：单环多烯π电子数等于4n+2时，构成π电子的封闭体系表现出一定的芳香性。

从休克尔规则我们可以得知,具有芳香性的通常是具有如下四个特点的分子：

（1）它们是包括若干数目 键的环状体系；

（2）它们具有平面结构，或至少非常接近平面（平面扭转不大于0.1nm）；

（3）环上的每一个原子必须是sp 杂化（某些情况也可以是sp杂化）；

（4）环上的 电子能够发生离域。

分子具有芳香性的标志是：

（1）这类化合物虽有不饱和键，但不易进行加成反应，而与苯相似，容易进行亲电取代；

（2）通过氢化热或燃烧热对离域能的热化学测量表明，这类具有芳香性的环状分子比相应的非环体系具有低的氢化热低的燃烧热，而显示特殊的稳定性。

（3）用物理方法和核磁共振谱进行测定，这类化合物的质子与苯及其衍生物的质子一样，显示类似的化学位。

芳香性判断原则:1.环状体系；2.π电子数（4n+2规则）；3.分子共平面。

判断下列化合物是否具有芳香性：

二、常见芳香性体系： 杂环芳香体系：

富烯衍生物：（富烯本身不稳定）