有机化学 第四章 芳香烃.docx

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有机化学第四章芳香烃

第四章芳香烃

芳烃，也叫芳香烃，一般是指分子中含苯环结构的碳氢化合物。

现代芳烃的概念是指具有芳香性的一类环状化合物，它们不一定具有香味，也不一定含有苯环结构。

分类：

芳香烃根据分子中是否含有苯环，可分为苯系芳烃和非苯系芳烃。

苯系芳烃按所含苯环的数目和结合方式分为单环芳烃、稠环芳烃和多环芳烃。

1．单环芳烃：

指分子中仅含一个苯环的芳烃，包括苯、苯的同系物和苯基取代的不饱和烃。

例如：

苯甲苯乙苯苯乙烯

2．多环芳烃：

指分子中含两个或两个以上苯环的芳烃，多环芳烃根据分子中苯环的连接方式不同分为多苯代脂肪烃，联苯烃和稠环芳烃

（1）多苯代脂肪烃：

可以看作脂肪烃分子中两个或两个以上氢原子被苯基取代的化合物。

二苯甲烷1,2-二苯乙烯

（1）联苯烃：

指两个或两个以上苯环分别以单键相连而成的多环芳烃

例如：

联苯1,4-三联苯

（2）稠环芳烃：

两个或两个以上苯环彼此共用两个碳原子而成的多环芳烃，例如：

萘蒽菲

3．非苯芳烃：

指分子中不含苯环的芳香烃，例如：

环戊二烯负离子环庚三烯正离子

第一节单环芳烃

一，单环芳烃的异构现象和命名

苯是最简单的单环芳烃。

单环芳烃包括苯、苯的同系物和苯基取代的不饱和烃。

1．异构现象

（1）烃基苯有烃基的异构

例如：

（2）二烃基苯有三种位置异构

例如：

（3）三取代苯有三种位置异构

例如：

2.命名

（1）苯基的概念

芳烃分子去掉一个氢原子所剩下的基团称为芳基（Aryl）用Ar表示。

重要的芳基有：

（2）一元取代苯的命名

a当苯环上连的是烷基（R-），-NO2，-X等基团时，则以苯环为母体，叫做某基苯。

例如：

b当苯环上连有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO，-CH=CH2或R较复杂时，则把苯环作为取代基。

例如：

（3）二元取代苯的命名

取代基的位置用邻、间、对或1,2；1,3；1,4表示。

例如：

（4）多取代苯的命名

a取代基的位置用邻、间、对或2，3，4,……表示

b母体选择原则（按以下排列次序，排在后面的为母体，排在前面的作为取代基。

）

选择母体的顺序如下：

-NO2、-X、-OR（烷氧基）、-R（烷基）、-NH2、-OH、-COR、-CHO、-CN、-CONH2（酰胺）、-COX（酰卤）、-COOR（酯）、-SO3H、-COOH、-N+R3等。

例如：

二苯的结构

1．苯的克库勒结构式

苯的分子式为C6H6，碳氢数目比为1：

1，应具有高度不饱和性。

事实则不然，在一般条件下，苯不能被高锰酸钾等氧化剂氧化，也不能与卤素、卤化氢等进行加成反应，但它却容易发生取代发应。

并且苯环具有较高的热稳定性，加热到900℃也不分解。

象苯环表现出的对热较稳定，在化学反应中不易发生加成、氧化反应，而易进行取代反应的特性，被称之为芳香性。

苯具有的特殊性质——芳香性（aromaticity），必然是由于它存在一个特殊的结构所决定的。

1865年，克库勒（Kekule’）提出了苯的环状对称结构式：

苯的克库勒式结构

克库勒式结构的提出，对有机化学的发展做出了巨大贡献，但是也不能说明苯的全部性质。

（1）如果把苯的结构看成是凯库勒式所表示的环己三烯，它的氢化热应是环己烯的三倍，即为358.5kJ•mol-1，而实际测得苯的氢化热仅为208kJ•mol-1，比358.5kJ•mol-1低150.5kJ•mol-1。

这充分说明苯分子不是环己三烯的结构，即分子中不存在三个典型的碳-碳双键。

我们把苯和环己三烯氢化热的差值150.5kJ•mol-1称为苯的离域能或共轭能。

正是由于苯具有离域能，使苯比环己三烯稳定得多。

事实上，环己三烯的结构是根本不可能稳定存在的。

（2）在苯的克库勒构造式中单双键交替排列，而单键和双键的键长是不相等的，实际测得苯分子中的碳碳键长完全相等，既然是单双键交替排列，苯的邻位取代物应有两种，实际测得只有一种。

2．苯分子结构的价键观点

现代物理方法（射线法、光谱法、偶极距的测定）表明，苯分子是一个平面正六边形构型，键角都是120°，碳碳键长都是0.1397nm。

图示如下：

理论解释：

（1）杂化轨道理论解释

苯分子中的碳原子都是以sp2杂化轨道成键的，故键角均为120°，所有原子均在同一平面上。

未参与杂化的P轨道都垂直与碳环平面，彼此侧面重叠，形成一个封闭的共轭体系，由于共轭效应使π电子高度离域，电子云完全平均化，故无单双键之分。

（2）分子轨道理论解释

分子轨道理论认为，分子中六个P轨道线形组合成六个π分子轨道，其中三个成键规定，三个反键轨道。

在基态时，苯分子的六个π电子成对填入三个成键轨道，其能量比原子轨道低，所以苯分子稳定，体系能量较低。

苯分子的大π键是三个成键轨道叠加的结果，由于π电子都是离域的，所以碳碳键长完全相同。

三、单环芳烃的物理性质

状态：

液体

颜色：

无色

气味：

具有特殊气味

密度：

相对密度在0.86~0.93之间

溶解性：

不溶于水，易溶于乙醚、石油醚、乙醇等多种有机溶剂，同时它们本身也是良好的有机溶剂。

毒性：

液体单环芳烃与皮肤长期接触，会因脱水或脱脂而引起皮炎，使用时要避免与皮肤接触。

单环芳烃具有一定的毒性，长期吸入其蒸气，能损坏造血器官及神经系统，大量使用时应注意防毒。

四、单环芳烃的化学性质

单环芳烃中都含有苯环，由于苯环上的具有闭合共轭大π键表现出特殊的稳定性，因此，不易发生加成反应，不易被氧化，但易发生取代反应。

（一）取代反应

苯环上的氢原子可以被多种基团取代，其中以卤代、硝化、磺化和傅氏反应较为重要。

1．卤代反应苯与氯、溴在铁或三卤化铁等催化剂存在下，苯环上的氢原子被氯、溴取代，生成氯苯和溴苯。

溴苯

卤代仅限于氯代和溴代，卤素的反应活性为：

Cl2>Br2。

反应机理：

烷基苯的卤代：

反应条件不同，产物也不同。

因两者反应历程不同，光照卤代为自由基历程，而前者为离子型取代反应。

2．硝化反应苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物共热，苯环上的氢原子被硝基（—NO2）取代生成硝基苯。

硝基苯为浅黄色油状液体，有苦杏仁味，其蒸气有毒。

在硝化反应中，浓硫酸不仅是脱水剂，而且它与硝酸作用产生硝基正离子（NO2+）。

硝基正离子是一个亲电试剂，进攻苯环发生亲电取代反应。

浓H2SO4的作用——促使+NO2离子（硝基正离子）的生成

硝化反应历程：

硝基苯继续硝化比苯困难

烷基苯比苯易硝化

3．磺化反应苯与98%的浓硫酸共热，或与发烟硫酸在室温下作用，苯环上的氢原子被磺酸基（—SO3H）取代生成苯磺酸。

烷基苯比苯易磺化

磺化反应是可逆的，苯磺酸与稀硫酸共热时可水解脱下磺酸基。

此反应常用于有机合成上控制环上某一位置不被其它基团取代，或用于化合物的分离和提纯。

磺化反应历程：

苯磺酸是一种强酸，易溶于水难溶于有机溶剂。

有机化合物分子中引入磺酸基后可增加其水溶性，此性质在合成染料、药物或洗涤剂时经常应用。

磺化反应是可逆反应，苯磺酸通过热的水蒸汽，可以水解脱去磺酸基。

4．傅瑞德尔-克拉夫茨（Friedel-Crafts）反应（简称傅氏反应）在无水三氯化铝催化下，苯环上的氢原子被烷基或酰基取代的反应，叫做傅氏反应。

傅氏反应包括烷基化和酰基化反应。

（1）烷基化反应

苯与烷基化剂在路易斯酸的催化下生成烷基苯

反应历程：

此反应中应注意以下几点：

1°常用的催化剂是无水AlCl3，此外FeCl3、BF3、无水HF、SnCl4、ZnCl2、H3PO4、H2SO4等都有催化作用。

2°当引入的烷基为三个碳以上时，引入的烷基会发生碳链异构现象。

例如：

原因：

反应中的活性中间体碳正离子发生重排，产生更稳定的碳正离子后，再进攻苯环形成产物。

3°烷基化反应不易停留在一元阶段，通常在反应中有多烷基苯生成。

4°苯环上已有–NO2、-SO3H、-COOH、-COR等取代基时，烷基化反应不在发生。

因这些取代基都是强吸电子基，降低了苯环上的电子云密度，使亲电取代不易发生。

例如，硝基苯就不能起付—克反应

5°烷基化试剂也可是烯烃或醇。

例如：

（2）酰基化反应

酰基化反应的特点：

产物纯、产量高（因酰基不发生异构化，也不发生多元取代）。

（二）氧化反应

苯环不易被氧化，而苯环上的侧链却易被氧化。

常用的氧化剂有高锰酸钾、重铬酸钾、稀硝酸等。

不论侧链长短，氧化反应总是发生在α-碳上，α-碳原子被氧化成羧基。

苯甲酸

间苯二甲酸

但是，若侧链的α-碳原子上无氢原子，侧链不能被氧化。

在剧烈的条件下，苯环可被氧化生成顺丁烯二酸酐。

顺丁烯二酸酐

（三）侧链的卤代反应

在紫外光照射或高温条件下，苯环侧链上的氢易被卤素（氯或溴）取代。

侧链为两个或两个碳以上的烷基时，卤代反应主要发生在α-碳原子上。

氯化苄苯二氯甲烷苯三氯甲烷

α-氯代乙苯（91%）β-氯代乙苯（9%）

苯环侧链的卤代反应与烷烃的卤代反应一样，属于游离基反应。

若苯的同系物与卤素在铁或三卤化铁存在下作用，则卤代反应发生在苯环上（属于亲电取代反应），且主要取代侧链邻位和对位上的氢。

邻氯乙苯对氯乙苯

（四）加成反应

苯环虽然比较稳定，但在特定条件下，如催化剂、高温、高压、或光照，也可发生某些加成反应，如加氢、加卤素等，表现出一定的不饱和性。

但苯环的加成不会停留在环己二烯或环己烯的阶段，说明苯比环己二烯和环己烯都稳定。

环己烷

课程名称有机化学C计划学时2学时

授课章节第四章芳香烃

第一节单环芳烃亲电取代历程和定位规律

教学目的和要求：

掌握单环芳烃的亲电取代历程，苯环亲电取代定位规律

教学基本内容：

1单环芳烃的亲电取代历程

2苯环上亲电取代反应的定位规则及定位规律的应用

教学重点和难点：

1苯环上的亲电取代反应机理

2苯环上亲电取代反应的定位规则及定位规律的应用

授课方式方法和手段：

通过讲授方式进行，通过提问等互动方式调动学生的积极性

作业与思考题：

课后作业6，7

思考题：

苯环亲电取代反应的定位规律？

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五亲代取代反应历程

苯环中6个碳原子的p轨道平行交盖，形成一个富电子的闭合共轭体系，易受亲电试剂的进攻，因此，苯环的取代反应属于亲电取代反应。

其反应历程分为如下几步：

1．试剂与催化剂作用，生成活性较强的亲电试剂

AE+催化剂→E++[A-催化剂]－

亲电试剂

2．亲电试剂进攻苯环形成活性中间体σ-配合物

Π-配合物σ-配合物

3．σ-配合物失去质子，恢复苯环的稳定结构，生成取代产物

在苯环的亲电取代反应中，试剂首先与催化剂作用，生成活性较强的亲电试剂如正离子或具有缺电子中心的中性分子，如：

试剂催化剂亲电试剂

卤代X2+FeX3→X++FeX4-

硝化HNO3+H2SO4→NO2++HSO4-+H2O

磺化H2SO4+H2SO4→SO3+HSO4-H3O+

烷基化RCl＋AlCl3→R++AlCl4－

酰基化RCOCl+AlCl3→

+AlCl4－

分别以苯的氯代和傅－克烷基化反应说明：

苯的氯代反应：

苯的烷基化反应：

正丙基碳正离子不稳定，重排生成较稳定的异丙基碳正离子

Π-配合物σ-配合物

六、苯环上亲电取代反应的定位规律

1．定位规律

当苯环上有一取代基时，再进行取代反应苯环上已有的取代基不仅影响第二个取代基进入苯环的难易，而且还影响其进入苯环的位置。

我们把苯环上原有取代基的这种作用，称为苯环上亲电取代反应的定位效应，苯环上原有的取代基称为定位基。

根据大量的实验事实，将定位基分为以下两大类：

（1）邻、对位定位基这类定位基能使苯环活化，即第二个取代基的进入比苯容易（卤素除外），第二个取代基主要进入它的邻位和对位。

常见的邻、对位定位基（定位能力由强到弱排列）有：

邻、对位定位基的结构特点是，与苯环直接相连的原子带负电荷，或带有未共用电子对，或是饱和原子（-CCl3和-CF3除外）。

（2）间位定位基这类定位基能使苯环钝化，即第二个取代基的进入比苯困难，同时使第二个取代基主要进入它的间位。

常见的间位定位基（定位能力由强到弱排列）有：

一般讲，间位定位基的结构特点是，与苯环直接相连的原子带正电荷，或以重键与电负性较强的原子相连接。

2．对定位规律的解释

在苯分子中，苯环闭合大π键电子云是均匀分布的，即六个碳原子上电子云密度等同。

当苯环上有一取代基后，取代基可以通过诱导效应或共轭效应使苯环上电子云密度升高或降低，同时影响到苯环上电子云密度的分布，使各碳原子上电子云密度发生变化。

因此，进行亲电取代反应的难易以及取代基进入苯环的主要位置，会随原有取代基的不同而不同。

下面以几个典型的定位基为例作简要解释。

（1）邻、对位位定位基一般来说它们是供电子基（卤素除外），为致活基团，可以通过p-π共轭效应或+I效应向苯环提供电子，使苯环上电子云密度增加，尤其在邻、对位上增加较多。

因此取代基主要进入邻、对位。

①甲基甲苯中的甲基碳原子为sp3杂化，苯环中碳原子为sp2杂化，sp3杂化的碳原子的电负性弱于sp2杂化的碳原子，因此甲基可通过+I效应向苯环提供电子。

同时甲基的三个C—Hσ键与苯环的π键有很小程度的重叠，形成σ-π共轭体系（也称超共轭体系），σ-π共轭体系产生的超共轭效应使C—H键σ电子云向苯环转移。

显然，甲基的+I效应和σ-π超共轭效应均使苯环上电子云密度增加，由于电子共轭传递的结果，使甲基的邻、对位上增加的较多。

所以，甲苯的亲电取代反应不仅比苯容易，而且主要发生在甲基的邻位和对位。

②羟基羟基是一个较强的邻、对位定位基。

由于羟基中氧的电负性比碳的电负性强，对苯环表现出吸电子诱导效应（-I），使苯环电子云密度降低。

但又由于羟基氧原子上p轨道上的未共用电子对可以与苯环上的π电子云形成p-π共轭体系，使氧原子上的电子云向苯环转移。

由于给电子的共轭效应（+C）大于吸电子的诱导效应（-I），所以总的结果羟基使苯环电子云密度增加，尤其是邻、对位增加较多，所以亲电取代反应时，苯酚比苯更为容易，而且取代基主要进入羟基的邻位和对位。

其它与苯环相连的带有未共用电子对的基团，如等对苯环的电子效应与羟基类似。

③卤素卤素对苯环具有吸电子诱导效应（-I）和供电子p-π共轭效应（+C），由于-I强于+C，总的结果使苯环电子云密度降低，所以卤素对苯环上亲电取代反应有致钝作用，为致钝基团，亲电取代比苯困难。

但当亲电试剂进攻苯环时，动态共轭效应起主导作用，供电子的共轭效应（+C）又使卤素的邻位和对位电子云密度高于间位，因此邻、对位产物为主要产物。

（2）间位定位基间位定位基均是吸电子基，为致钝基团，它们通过吸电子诱导效应和吸电子共轭效应使苯环电子云密度降低，尤其是邻、对位降低的更多，所以亲电取代主要发生在电子云密度相对较高的间位，而且取代比苯困难。

硝基是一个间位定位基，它与苯环相连时，因氮原子的电负性比碳大，所以对苯环具有吸电子诱导效应（-I）；同时硝基中的氮氧双键与苯环的大π键形成π-π共轭体系，使苯环上的电子云向着电负性大的氮原子和氧原子方向流动（-C）。

两种电子效应作用方向一致，均使苯环上电子云密度降低，尤其是硝基的邻、对位降低的更多。

因此，硝基不仅使苯环钝化，亲电取代反应比苯困难，而且主要得到间位产物。

其它间位定位基，如氰基、羧基、羰基、磺酸基等对苯环也具有类似硝基的电子效应。

3．定位规律的应用

学习定位规律的目的，就在于应用此规律来指导有机合成和生产实践。

在生产实践中，定位规律的应用主要有以下两个方面：

（1）预测反应的主要产物根据定位基的种类，就可以预测出取代基进入的主要位置，从而得知生成的主要产物是什么。

例如，应用定位规律，我们就可以判断出下列化合物进行亲电取代反应时，取代基主要进入如箭头所示的位置。

（2）选择合理的合成路线例如，以苯为原料合成间硝基氯苯，合理的合成路线应是先硝化，后氯代。

又例如，以甲苯为原料合成间溴苯甲酸，合理的合成路线应是先氧化，后溴代。

如果苯环上已有两个取代基，再进行亲电取代反应时，第三个取代基进入的主要位置服从以下定位规则：

如果原有的两个取代基定位位置一致，取代基便可按照定位规则进入指定的位置。

如：

当原有的两个取代基的定位位置发生矛盾时，若原有的两个取代基为同一类（同是邻、对位定位基，或同是间位定位基），第三个取代基进入的主要位置由定位能力强的来决定（前面列出的两类定位基，次序排在前的定位能力强）。

若原有的两个取代基为不同类，第三个取代基进入的主要位置由邻、对位定位基来决定。

例如：

需要指出的是，用定位规则预测取代基进入的主要位置时，有时还要考虑到空间位阻的作用。

如上述间甲基苯磺酸进行亲电取代反应时，由于空间位阻作用，使与甲基和磺酸基同处于邻位的碳原子上发生亲电取代的几率大大降低。

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课程名称有机化学C计划学时2学时

授课章节第四章芳香烃

第二节稠环芳烃及第三节非苯芳烃

教学目的和要求：

理解萘、蒽、菲和其它芳烃的性质；掌握休克尔规则

教学基本内容：

1了解萘的结构和命名

2理解萘的性质

3理解蒽和菲的性质

4了解其它芳烃的性质

5掌握休克尔规则

教学重点和难点：

休克尔规则

授课方式方法和手段：

通过讲授方式进行，通过提问等互动方式调动学生的积极性

作业与思考题：

课后作业8，10

思考题：

如何来判断一个非苯化合物的芳香性？

第二节稠环芳烃

一．萘

（一）．萘的结构和萘的衍生物的命名

萘的分子式为C10H8，是由两个苯环共用两个相邻的碳原子稠合而成，两个苯环处于同一平面上。

萘分子中每个碳原子均以sp2杂化轨道与相邻的碳原子形成碳碳σ键，每个碳原子的p轨道互相平行，侧面重叠形成一个闭合共轭大π键，因此同苯一样具有芳香性。

但萘和苯的结构不完全相同，萘分子中两个共用碳上的p轨道除了彼此重叠外，还分别与相邻的另外两个碳上的p轨道重叠，因此闭合大π键电子云在萘环上不是均匀分布的，导致碳碳键长不完全等同，所以萘的芳香性比苯差。

萘分子中碳碳键长数据如下：

萘的芳香性不如苯还可通过离域能数据看出。

苯的离域能为150.5kJ•mol-1，如果萘的芳香性和苯一样，萘的离域能应为苯的离域能的2倍，而事实上萘的离域能仅是250kJ•mol-1。

由于萘环上各碳原子的位置并不完全等同，因此萘的衍生物命名时，无论萘环上有几个取代基，取代基的位置都要注明。

萘环的编号方法如下：

其中，1、4、5、8位置相同，称做α-位；2、3、6、7位置相同，称做β-位。

（二）萘的性质

1．物理性质：

萘是有光亮的白色片状晶体，熔点80.2oC，沸点218oC，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚和苯等有机溶剂。

燃烧时光亮弱、烟多。

萘挥发性大，易升华，有特殊气味，具有驱虫防蛀作用，过去曾用于制作“卫生球”。

近年来研究发现，萘可能有致癌作用，现使用樟脑取代萘制造卫生球。

萘在工业上主要用于合成染料、农药等。

萘的来源主要是煤焦油和石油。

2．化学性质：

由于萘环上闭合大π键电子云密度分布不是完全平均化的，因此它的芳香性比苯差。

（1）取代反应萘比苯更易发生亲电取代反应。

根据测定，萘环的α-位电子云密度比β-位高，因此亲电取代主要发生在α-位。

但由于β-位取代产物的热力学稳定性大于α-位取代产物，所以当温度较高时，主要为β-位取代产物。

在三氯化铁催化下，将氯气通入萘的苯溶液中，主要生成α-氯萘。

萘用混酸进行硝化，主要生成α-硝基萘。

α-硝基萘是合成染料和农药的中间体。

萘在较低的温度下磺化，主要生成α-萘磺酸。

在较高温度时磺化，主要生成β-萘磺酸。

因磺化反应是可逆的，温度升高使最初生成的α-萘磺酸转化为对热更为稳定的β-萘磺酸。

萘环上亲电取代反应的定位规律：

萘环上有一供电子的定位基时，主要发生同环取代（即取代发生在定位基所在的苯环上）。

若定位基位于α位，取代基主要进入同环的另一α位。

若定位基位于β位，取代基则主要进入定位基相邻的α位。

当萘环上有一吸电子的定位基时，主要发生异环取代，取代基主要进入异环的两个α位。

（2）氧化反应萘比苯容易被氧化，在不同的条件下，可分别被氧化生成邻苯二甲酸酐和1，4-萘醌。

一般来说，萘氧化的产物为苯的衍生物，仍保留一个苯环，表明苯比萘稳定。

二、蒽和菲

蒽和菲的分子式都是C14H10，互为同分异构体。

它们都是由三个苯环稠合而成的，并且三个苯环都处在同一平面上。

不同的是，蒽的三个苯环的中心在一条直线上，而菲的三个苯环的中心不在一条直线上。

蒽、菲每个碳原子上的p轨道互相平行，从侧面重叠形成闭合大π键，因此它们都具有芳香性。

但各个p轨道重叠的程度不完全等同，环上电子云密度分布比萘环更加不均匀，所以蒽、菲的芳香性比萘差。

在蒽环和菲环上，9，10位（也称γ-位）的电子云密度最高，使得9，10位最活泼，大部分反应发生在这两个位置上。

蒽为无色片状晶体，有蓝紫色荧光，熔点215oC，沸点340oC，不溶于水，难溶于乙醇、乙醚等，易溶于热苯。

蒽的化学性质比萘更加活泼，容易发生氧化、加成及亲电取代反应。

菲为带光泽的白色片状晶体，溶液发蓝色荧光。

熔点100.5oC，沸点340oC，不溶于水，能溶于乙醚、乙醇、氯仿和冰醋酸等。

可用于制造农药和塑料，也用作高效低毒农药和无烟火药的稳定剂。

三、其它稠环芳烃

稠环芳烃除萘、蒽、菲外还有很多，例如：

煤、烟草、木材等不完全燃烧也会产生较多的稠环芳烃，其中某些稠环芳烃具有致癌作用，如苯并芘类稠环芳烃，特别是3，4-苯并芘有强烈的致癌作用。

3，4-苯并芘为浅黄色晶体，1933年从煤焦油分离得来。

煤的干馏、煤和石油等的燃烧焦化时，都可产生3，4-苯并芘，在煤烟和汽车尾气污染的空气以及吸烟产生的烟雾中都可检测出3，4-苯并芘，这是环境化学值得注意的严重问题。

测定空气中3，4-苯并芘的含量，是环境监测项目的重要指标之一。

第三节休克尔规则与非苯芳烃

一、休克尔（E.Hückel）规则

以上讨论的芳香烃都含有苯环结构，它们都具有不同程度的芳香性。

那么是否意味着具有芳香性的化合物一定都要含有苯环呢？

后来相继合成了一些单环多烯烃，它们虽不含苯环结构，但却有类似于苯环的芳香性。

为了解释这一问题，1936年，德国物理学家E.Hückel根据大量的实验结果，应用分子轨道法计算了单环多烯π电子的能级，提出了一个判别芳香体系的规则，称为休克尔规则。

其要点是：

组成环的碳原子均为sp2杂化且都处在同一平面上（此时每个碳原子上的p轨道可彼此重叠形成闭合大π键），π电子数符合4n+2的体系（n=0，1，2，3…），具有与惰性气体相类似的闭壳层结构，因而能显示出芳香性。

多年来，休克尔规则在解释大量实验事实和预言新的芳香体系方面是非常成功的。

后

苯分子是一平面形结构，π电子数为6，符合休克尔规则，所以具有芳香性。

环丁二烯和环辛四烯分别具有4个和8个π电子，均不符合休克尔规则，因此它们都无芳香性。

环丁二烯环辛四烯

环丁二烯非常不稳定，一旦生成