芳香族化合物是一类含有
芳香环结构的有机
小分子,主要产生于植物和微生物,也可以
化学合成,在化学、材料和生命科学等领域具有重要的应用价值。
芳香族化合物是一类
化学性质稳定且具有芳香性质的
有机化合物,通常含有一个或多个芳香环结构。这些分子的共轭 π
电子体系使其具有稳定性和芳香性质。芳香族化合物的种类非常多,包括苯、、
吡啶、
吡咯和
噻吩及其
衍生物等。
芳香族化合物在食品、化妆品、医药等领域有着广泛的应用。在食品工业领域,芳香族化合物被用作
食品添加剂和
天然防腐剂;在化妆品领域,芳香族化合物被用于制造香水、洗发水、护肤品等;在医药领域,芳香族化合物被用于治疗疾病。
但根据气味分类并不科学,现代芳香族是指碳氢化合物分子中至少含有一个带离域键的
苯环,具有与
脂肪族化合物或
脂环烃不同的独特性质(称
芳香性,aromaticity)的一类有化合物。
有些分子中虽然不含
苯环但也具有与苯相似的芳香性的化合物,称为非苯芳香化合物,如草盐、薁等。
最初是指分子中含有
苯环的化合物。19世纪中叶,
化学工作者发现有相当多的有机化合物具有一些特别的性质,它们的
分子式中氢原子与
碳之比往往小于1,但是它们的
化学性质却不像一般的不饱和化合物。例如它们不容易起
加成反应而容易起
取代反应,这些化合物中许多有芳香气味,有些是从香料中提取出来的,因此当时称它们为芳香族化合物。后来发现芳香族化合物是苯分子中一个或多个氢
原子被其他原子或原子团取代而生成的
衍生物。有些化合物可以看作是由苯通过两个或两个以上的碳原子并连起来的多环体系,它们也属于芳香族化合物,如萘和蒽等。20世纪30年代以后,芳香族化合物的含义又有了进一步的发展。有些化合物不含
苯环,但具有芳香族化合物的某些性质,例如:酚、
二茂铁等都能发生
取代反应,这些化合物是非苯芳香族化合物。
其它的化合物可以根据
休克尔规则来判断是否具有
芳香性。具体表述是对完全共轭的、
单环的、平面多
双键物质来说,具有(4n+2)个离域π
电子(这里n是大于或等于零的整数)的分子,可能具有特殊芳香稳定性。因而象吡等
杂环化合物物质都是具有芳香性的。它们的
衍生物也都是芳香族化合物。
(5)具有一些特殊的光谱特征,如芳环环外氢的
化学位移处于核磁共振光谱图的低场,而环内氢处于高场。大多数芳香化合物都含有一个或多个芳环(或芳核)。芳香族化合物广泛分布于自然界,许多都是具有芳香气味。主要的工业来源是石油和煤焦油。
是多数芳香化合物的重要反应之一,通过取代反应能从简单的芳香化合物合成较复杂的化合物。芳核上的取代反应从机制上讲包括亲电、亲核以及
自由基取代三种类型,其中最常见的是亲电取代,例如:
卤化、硝化、
磺化、基化、基化等。芳香族化合物在
有机合成工业上有重要的用途。