苯环取代基定位口诀
苯环上的取代定位规则
苯环上的取代定位规则大量实验事实表明,当一些基团处于苯环上时,苯环的亲电取代反应会变得容易进行,同时指使再进入的基团将连接在它的邻位或对位。
例如,当苯环上已存在一个甲基时(即甲苯),它的卤化、硝化和磺化等反应,反应温度均远低于苯,且新基团的导入均进入苯环上甲基的邻或对位:甲基的这种作用称为定位效应。
在这里甲基是一个邻、对位指向基,具有活化苯环的作用,称为活化基.类似的活化基团还有许多,它们也被称为第一类取代基,并按活化能力由大到小的顺序排列如下:-NH2,—NHR,—NR2,-OH〉—NHCOR,-OR, 〉-R,—Ph〉-X处于这一顺序最末的卤素是个特例.它一方面是邻、对位指向基,另一方面又是使苯环致钝的基团,这是由于卤素的电负性远大于碳,因此其吸电子效应已超过了本身的供电子能力,这就使环上的电子云密度比卤素进入前有所降低,因而使亲电试剂的进攻显得不力。
此称为钝化作用。
还有许多比卤素致钝力更强,而且使再进基团进入间位的取代基,它们被称为间位指示基或第二类取代基,按其致钝能力由大到小的顺序排列如下:-NR3+,-NO2,—CF3,-CCl3〉—CN,—SO3H,-CH=O,-COR,-COOH,—COOR 常见的取代基的定位作用见表邻对位定位基间位定位基活化苯环钝化苯环-NR2(—H) —NO2-NR2—NHR-NH2-OH —OCH3 -NHCOR—CH3 —C2H5 -CH(CH3)2 —C(CH3)2-Ar(-H)(-H)—CH2Cl—CH2Cl-F-Cl-Br—I—CN—SO3H—CHO-COCH3-COOH—COOR-CONH2由于取代基的指向和活化或钝化作用,在合成一个指定化合物时,采取哪种路线就必须事先作全面考虑.如:欲合成下列化合物时,显然b-路线是合理的。
如果以苯为原料,欲合成对-硝基苯甲酸(此物质在后面章节将学到)时,则应该先对苯进行甲基化后再进行硝化,最后将甲基氧化:。
苯环上亲电取代反应的定位规律
苯环上亲电【2】代替反响的定位纪律根本概念:定位基:在进行亲电代替反响时,苯环上原有代替基,不仅影响着苯环的代替反响活性,同时决议着第二个代替基进入苯环的地位,即决议代替反响的地位.原有代替基称做定位基.一.两类定位基在一元代替苯的亲电代替反响中,新进入的代替基可以代替定位基的邻.间.对位上的氢原子,生成三种异构体.假如定位基没有影响,生成的产物是三种异构体的混杂物,个中邻位代替物 40%(2/5).间位代替物 40%(2/5)和对位代替物 20%(1/5).现实上只有一种或二种重要产物.例如各类一元代替苯进行硝化反响,得到下表所示的成果:排在苯前面的代替硝化产物主如果邻位和对位代替物,除卤苯外,其它代替苯硝化速度都比苯快;排在苯后面代替硝化产物主如果间位代替物,硝化速度比苯慢得多.归纳大量试验成果,依据苯环上的代替基(定位基)在亲电代替反响中的定位感化,一般分为两类:第一类定位基又称邻对位定位基:—O-,—N(CH3)2,—NH2,—OH,—OCH3,—NHCOCH3,—OCOCH3,—F,—Cl,—Br,—I,—R,—C6H5等.第二类定位基又称间位定位基:—N+(CH3)3,—NO2,—CN,—SO3H,—CHO,—COCH3,—COOH,—COOCH3,—CONH2,—N+H3等.两类定位基的构造特点:第一类定位基与苯环直接相连的原子上只有单键,且多半有孤对电子或是负离子;第二类定位基与苯环直接相连的原子上有重键,且重键的另一端是电负性大的元素或带正电荷.两类定位基中每个代替基的定位才能不同,其强度次序近似如上列次序.苯环上亲电代替反响的定位纪律二.定位纪律的电子理论解释在一代替苯中,因为代替基的电子效应沿着苯环共轭链传递,在环上消失了电子云密度较大和较小的瓜代散布现象,因而环上列地位进行亲电代替反响的难易程度不同,消失两种定位感化.也可以从一代替苯进行亲电代替反应生成的中央体σ络合物的相对稳固性的角度进行考核,当亲电试剂 E+进攻一代替苯时,生成三种σ络合物:Z 不同,生成的三种σ 络合物碳正离子的稳固性不同,消失了两种定位感化.1.第一类定位基对苯环的影响及其定位效应以甲基.氨基和卤素原子为例解释.甲基在甲苯中,甲基的碳为 sp3杂化,苯环碳为 sp2杂化,sp2杂化碳的电负性比 sp3杂化碳的大,是以,甲基表现出供电子的引诱效应(A).别的,甲基 C—H σ 键的轨道与苯环的π 轨道形成σ—π 超共轭系统(B).供电引诱效应和超共轭效应的成果,苯环上电子密度增长,尤其邻.对位增长得更多.是以,甲苯进行亲电代替反响比苯轻易,并且重要产生在邻.对位上.亲电试剂 E+进攻甲基的邻.间.对地位,形成三种σ 络合物中央体,三种σ 络合物碳正离子的稳固性可用共振杂化体表示:进攻邻位:进攻对位:进攻间位:亲电试剂进攻苯生成的σ 络合物的碳正离子也可以用共振杂化体表示:苯环上亲电代替反响的定位纪律的正电荷在有供电基的叔碳上,较疏散.而在显然,共振杂化体Ⅰ和Ⅱ比Ⅲ稳固,因为Ⅰc和ⅡbⅢ中,正电荷都散布在仲碳上,不稳固.所以甲基是邻对位定位基.共振杂化体Ⅲ比Ⅳ稳固,固然在Ⅲ和Ⅳ中的共振极限构造式都是正电荷散布在仲碳上,但甲基有供电性,使Ⅲ的正电荷可以疏散在环和甲基上,是以,甲基活化了苯环.从共轭效应和共振论两种不雅点剖析.考核甲苯的亲电代替反响,都得出甲基是第一类定位基.有活化苯环感化的一致结论.氨基在苯胺中,N—C 键为极性键,N有吸电子的引诱效应(C),使环上电子密度削减;但同时氮原子有孤对电子,与苯环形成供电的p—π共轭效应(D),使环上电子密度增长:在这里,共轭效应大于引诱效应,所以分解效应使是环上电子密度增长,尤其是氨基的邻位和对位增长更多.是以,苯胺进行亲电代替反响比苯更轻易,且重要产生在氨基的邻.对位上. 考核生成的中央体σ络合物碳正离子的稳固性也得到同样的结论.(3)卤原子卤原子比较特别,是一类使苯环钝化的第一类定位基.以氯苯为例,在氯苯中氯原子是强接收电子基,强的吸电子引诱效应使苯环电子密度下降,比苯难进行亲电代替反响.但氯原子与苯环又有弱的供电的 p-π 共轭效应(C的2p轨道与 Cl 的 3p 轨道形成 p-π 共轭系统,没有 C 的 2p 轨道与 N 的 2p 轨道形成的 p-π 共轭系统有用),使氯原子邻.对位上电子密度削减得不多,是以表现出邻对位定位基的性质.2.第二类定位基对苯环的影响及其定位效应以硝基苯为例解释.在硝基苯中,硝基消失着吸电子的引诱效应(E),还消失着吸电子的π-π共轭效应(F):这两种电子效应都使苯环上电子密度下降,亲电代替反响比苯难;共轭效应的成果,使硝基的间位上电子密度下降得少些,表现出间位定位基的感化.亲电试剂进攻硝基苯时,形成邻.间.对三种σ 络合物中央体:进攻邻位:进攻对位:进攻间位:共振杂化体Ⅲ比Ⅰ和Ⅱ稳固,因为在Ⅰ和Ⅱ中有正电荷散布在有强吸电子基团的叔碳上的极限构造式ⅠⅡb不稳固.是以,硝基是第二类定位基,代替反响产生在间位上.共振杂化c和体Ⅲ有强吸电子基团,与响应的苯的共振杂化体比拟,Ⅲ不稳固.是以,硝基表现出钝化苯环的感化.苯环上亲电代替反响的定位纪律三.对邻.对位产物比例的影响身分1.空间效应环上有邻对位定位基消失时,生成邻位和对位产物的比例与定位基和新进入基团的体积有关系.这两种基集团积越大,空间位阻越大,邻位产物越少.烷基苯的硝化反响跟着烷基的体积增大,邻位硝基苯的比例削减.烷基硝化反响时异构体散布苯环上原有定位基不变,跟着进入基集团积增大,邻位异构体的比例也削减.如表所示.甲基苯烷基化时异构散布2.反响温度的影响反响温度不同,邻.对位异构体的比例不同.如3.催化剂的影响运用现代催化技巧,可以掌握代替基的定位感化,如运用有择型催化感化的分子筛催化乙苯的乙基化,可以得到高选择性的对二乙苯.工业上就是用分子筛催化合成对二乙苯.后者催化脱氢,得到交联聚苯乙烯的共聚单体对二乙烯基苯:甲苯与丙烯烷基化反响,运用不同孔径的分子筛催化剂,分别得到间甲基异丙苯和对甲基异丙基苯.已运用于工业临盆装配上.间甲基异丙基苯和对甲基异丙基苯分别是制备间甲基苯酚和对甲基苯酚的原料.四.二元代替苯的定位纪律当苯环上有两个代替基时,第三个代替基进入苯环的地位,重要由本来的两个代替基的性质决议.大体上说,苯环上有两个代替基时,有三种定位情形.苯环上亲电代替反响的定位纪律1.苯环上原有两个代替基对引入第三个代替基的定位感化一致,第三个代替基进入苯环的地位就由它们配合定位.例如,下列化合物引入第三个代替基时,第三个代替基重要进入箭头所示的地位:2.苯环上原有两个代替基,对进入第三个代替基的定位感化不一致,两个代替基属统一类定位基,这时第三个代替基进入苯环的地位重要由定位感化强的代替基所决议.假如两个代替基定位感化强度较小时,得到两个定位基定位感化的混杂物:3.苯环上原有两个代替基对引入第三个代替基的定位感化不一致,两个代替基不同类定位基时,这时第三个代替基进入苯环的地位重要由第一类定位基定位:在斟酌第三个代替基进入苯环的地位时,除斟酌原有两个代替基的定位感化外,还应当斟酌空间位阻,如3-乙酰氨基苯甲酸的 2 位代替产物很少.五.定位纪律在有机合成上的运用运用定位纪律可以选择可行的合成路线,得到较高的产率和避免庞杂的分别进程.例如由甲苯合成间硝基苯甲酸,应采用先氧化后硝化的步骤:由对硝基甲苯合成2,4-二硝基苯甲酸,其合成路线有如下两条:显然第一条合成路线较合理,可以简化分别步骤,同时硝化一步反响较第二条路线的硝化一步—NO2)的定位感化是一致的. 反响易进行,因为两个代替基(—CH3,定位纪律只实用于动力学掌握的反响.例如,叔丁苯在FeCl3 催化下,与叔丁基氯反响生成对二叔丁基苯:苯环上亲电代替反响的定位纪律这与定位纪律一致,但用过量的AlCl3为催化剂,则生成1,3,5-三叔丁基苯:这是因为在过量强酸感化下,烷基化和脱烷基化达成均衡,邻.对位烷基化快,脱烷基化也轻易;间位烷基化慢,脱烷基化也较难,最后变成热力学上稳固的均三叔丁基苯.六.症结词定位基,定位纪律,两类定位基,定位纪律的性质解释,二元代替苯的定位纪律,定位纪律的运用。
苯环上亲电取代反应的定位规律
A
A
1b
1c
A
A
+ E≡ + E
H
H
2
2a
A
A
+ ≡+
+
E
H
2b
A
+
+
E H
2c
A
+
HE
3
HE
3a
HE
3b
HE
3c
①甲苯 —CH3 供电,稳定的共振式
CH3 E
CH3 E
CH3 E
+ H≡ + H
+H
4
CH3
4a
CH3
4b
CH3
+ E≡
H
5
CH3
+E H
5a
CH3
+
E
H
5b
CH3
+
≡
+
+
HE
6
HE
单环芳烃亲电取代反应的定位规律
甲苯 硝化
CH3
HNO3+H2SO4 30℃
CH3
具有定位和活性影响
理论产率:40% 实际产率:58%
CH3
20% 38%
CH3
40% 4%
硝基苯 硝化
NO2
HNO3+H2SO4 (发烟) 95~100℃
NO2
理论产率: 40% 实际产率: 6.4%
NO2
20% 0.3%
12b
HE
12c
HE
12d
3.二取代苯的定位规律
OH
CH3
CHO
空间阻位
苯环上亲电取代反应的定位规律
HNO3 , H2SO4 30℃ ~60℃
NO2
•磺化 低温(80℃)与浓硫酸生成﹣萘磺酸;高温(165℃)
生成﹣萘磺酸。 ﹣萘磺酸与硫酸共热,也转变为﹣萘磺酸。
+ H 2SO4
80℃ 165℃
SO3H (>95 %)
SO3H (>85 %)
原因:磺酸基体积大,与8位氢原子间距小于其范德华半径之和
•分子式:C10H8;由两个苯环共用两个碳原子并联而成。
•结构:
0.142 0.136
0.1390.140
( 单 位n:m)
8α 7β
6β 5α
1α 2β
3β 4α
——两个苯环共平面;C—C键长介于C—C单键和C = C双键之间 (碳碳单键154pm长,双键134pm长);C—C键键长并不完全相同;
,故﹣萘磺酸稳定性小于﹣萘磺酸。
空间作用大(不稳定) H SO3H
空间作用小(稳定) H
SO3H
H
﹣萘磺酸动力学,﹣萘磺酸热力学控制。﹣萘磺酸是重要的
有机合成中间体,可转化为﹣萘酚、 2020/3/11
﹣萘胺等(合成偶氮染料13的
中间体)。
•酰基化(傅﹣克反应)
——概况 萘的酰基化反应产物与温度和溶剂的极性有关。低温和
NO2 还原
氧化
NO2 COOH COOH
2020/3/11
17
(c)还原反应
用金属钠在液氨和乙醇的混合液中还原生成1,4﹣二氢萘。产物中 的一个孤立双键不被还原。
Na , C2H5OH NH3 (液 )
催 化 加 氢 时 , 可 生 成 1,2,3,4 四 氢 化 萘 ( 又 称 萘 满 ) 或 十 氢 化 萘 (又称萘烷)。
苯环上取代反应的定位规律
AAA
结论:一元取代苯发生取代反应时,反应 是否容易进行,新基团进入环上的哪个位 置,主要取决于苯环上原有的 取代基 的 性质。
第五节 苯环上取代反应的定位规律
一、一元取代苯的定位规律
1.定位基:苯环上原有的取代基。 2. 定位效应: ⑴影响取代反应进行的难易; ⑵决定新基进入苯环的位置。
AAA
3. 定位基的分类:
CH3
COOH
NO2
NH2
AAA
SO3H
2. 两个定位基的定位效应不一致
(1)两个定位基属于同一类
两个同类定位基的定位作用发生矛盾时,一般由定位能力强 的(排在前面的)定位基决定新基进入环
COOH
Cl
AAA
(2)两个定位基不是同一类
两类不同的定位基定位作用发生矛盾时,一般由邻、对位 定位基决定新基团进入环上的位置。
AAA
三、定位规律的应用
1.预测反应的主产物 例1:写出下列化合物发生硝化反应时的主要产物。 (1) OCH3 (2) NO2 (3) CH3
SO3H
AAA
练习:下列化合物进行硝化时,硝基将主要进入苯环的什 么位置?试用箭头标出。
COOH
CH3
OCH3
Cl
Br
NO2
COCH3
Br
CH3
NO2
SO3H
CH3 (少)
NHCOCH3 (少)
NO2
COOH
苯环上的取代反应是离子型反应。由于苯环上电子云密 度较大,与苯环发生取代反应的试剂都是亲电试剂,因 此苯环上的取代反应是亲电取代反应。
AAA
亲电取代反应分成三步进行: 1. 试剂在催化剂的作用下离解成亲电性的正离子(用E+表示)
苯环的定位规则概要
苯环的定位规则
62%
33%
5%
NO2
+ HN
NO2 +
NO2
+
NO2
6%
1%
NO2 NO2
93%
第二个取代基进入的位置是受苯环上原有基团的影响,这种 现象称为定位效应。苯环上原有基团称为定位基。
一、定位效应
1、邻对位定位基
-NHCH3 >–NH2 >– OH >– OCH3 >–R >–X
b.不同类型—由邻 对位定位基决定
谢
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谢
石云
2、间位定位基
–N+(CH3)3 >–NO2 >–SO3H >–CHO >–COOH
二、定位效应的解释
H
1、邻对位基的定位效应
--CH3使苯环电子云密度升高,而 活化苯环, 为邻、对位定位基。
HCH
δ
δ-
δ-
A
A 的定位能力次序大致为(从强到弱)
-O , -NR2, -NHR, -NH2, -OH, -OR, -NHCOR -OCOR, -R, -CH3 , -X
给电子基团
二、定位效应的解释
2、间位定位基的定位效应
O
O
N
存在着:
吸电子诱导效应(-I) 吸电子共轭效应(-C)
δ-
δ-
间位取代基使苯环上电子云密度下降,苯环钝化,亲电试剂难于进攻。
吸电子基团
B
B 的定位能力次序大致为(从强到弱)
-NR3, -NO2, -CF3, -CCl3, -CN, -SO3H,
-CHO, -COR,-COOH, -CONH2。
三、定位效应的应用
1、预测反应产物
苯环上亲电取代反应的定位规律
O 2 + 7O2
V2 O5 , K SO4 2 385℃~390℃
2 O
O + 4CO 2 + 4H2O
取代萘氧化时环破裂的规律: 取代基为邻对位定位基,使所在
环活化,氧化时同环破裂;取代基为间位定位基,使所在环钝化, 氧化时异环破裂。
H2 / Ni 150℃ H2 / Ni 200℃
应用:四氢化萘和十氢化萘是两种良好的高沸点溶剂。
2003年9月27日(15-16到此止) 思考题:P864:8,9
2013-6-30
作业:P866习题1的5的c,d;习题3的4,5
18
2013-6-30
10
(2)萘的性质 物理性质
萘为无色片状晶体,熔点80.2℃,沸点218℃,易升华。萘有特 殊的气味,不溶于水,溶于乙醇、乙醚及苯中。
2013-6-30
11
化学性质 ——概况 与苯相似,但芳香性比苯差,更易发生亲电取代反应。 位电子云密度比位高,亲电取代首先在位。但1与8
萘的离域能
254.98kJ•mol –1,稳定,但比两个单独苯环离域能 的总和(300kJ•mol‐1)小,故芳香性比苯差,比苯活泼。
萘衍生物的命名
与多官能团取代苯的母体优先选择次序相同。 常见官能团的优先次序为: ﹣COOH , ﹣SO3H , ﹣COOR , ﹣COX , ﹣CONH2 , ﹣CN , ﹣CHO,﹣CO﹣R,﹣OH,﹣NH2,﹣C≡C﹣, C=C ,﹣OR, ﹣X,﹣NO2。 排在前面的官能团优先选择为母体,后三个官能团以苯为母体:
原因:电子云密度较高的环,较活泼,易被氧化破裂。
苯环上的定位基
一、定位基定位效应苯环上已有的取代基叫做定位取代基。
1、邻对位定位取代基①概念:当苯环上已带有这类定位取代基时,再引入的其它基团主要进入它的邻位或对位,而且第二个取代基的进入一般比没有这个取代基(即苯)时容易,或者说这个取代基使苯环活化.②特征:这类取代基中直接连于苯环上的原子多数具有未共用电子对,并不含有双键或三键.③定位取代效应按下列次序而渐减:-N(CH3)2 , —NH2 , —OH ,—OCH3 ,—NHCOCH3 ,—R ,(Cl,Br,I)二甲氨基氨基羟基甲氧基乙酰氨基烷基卤素2、间位定位取代基①定义:当苯环上己有在这类定位取代基时,再引入的其它基团主要进入它的间位,而且第二个取代基的进入比苯要难,或者说这个取代基使苯环钝化。
②特征:取代基中直接与苯环相连的原子,有的带有正电荷,有的含有双键或三键。
③定位效应按下列次序而渐减:—N+(CH3)3 , —NO2 , -CN ,-SO3H ,—CHO ,-COOH三甲铵基硝基氰基磺酸基醛基羧基3、取代定位规律并不是绝对的。
实际上在生成邻位及对位产物的同时,也有少量间位产物生成。
在生成间位产物的同时,也有少量的邻位和对位产物生成。
4、苯环的取代定位规律的解释当苯环上连有定位取代基时,苯环上电子云密度的分布就发生变化。
这种影响可沿着苯环的共轭链传递。
因此共轭链上就出现电子云密度较大和电子云密度较小的交替现象,从而使它表现出定位效应.①邻对位定位取代基的定位效应:邻对位定位取代基除卤素外,其它的多是斥电子的基团,能使定位取代基的邻对位的碳原子的电子云密度增高,所以亲电试剂容易进攻这两个位置的碳原子。
卤素和苯环相连时,与苯酚羟基相似,也有方向相反的吸电子诱导和共轭两种效应。
但在此情况下,诱导效应占优势,使苯环上电子云密度降低,苯环钝化,故亲电取代反应比苯难。
但共轭使间位电子云密度降低的程度比邻对位更明显,所以取代反应主要在邻对位进行。
②间位定位基的定位效应:这类定位取代基是吸电子的基团,使苯环上的电子云移向这些基团,因此苯环上的电子云密度降低.这样,对苯环起了钝化作用,所以较苯难于进行亲电取代反应。
苯环上的取代定位规则
苯环上的取代定位规则大量实验事实表明,当一些基团处丁苯环上时,苯环的亲电取代反应会变得容易进行,同时指使再进入的基团将连接在它的邻位或对位。
例如,当苯环上已存在一个甲基时(即甲苯),它的卤化、硝化和磺化等反应,反应温度均远低丁苯,且新基团的导入均进入苯环上甲基的邻或对位:CHj Clij 5ClCII, CH) CHj甲基的这种作用称为定位效应。
在这里甲基是一个邻、对位指向基,具有活化苯环的作用,称为活化基。
类似的活化基团还有许多,它们也被称为第一类取代基,并按活化能力由大到小的顺序排列如下:I-NM, -NHR -NR, -OH>-NHCQR-OR, - 0CH >_R, -Ph>-X处丁这一顺序最末的卤素是个特例。
它一方面是邻、对位指向基,另一方面乂是使苯环致钝的基团,这是由丁卤素的电负性远大丁碳,因此其吸电子效应已超过了本身的供电子能力,这就使环上的电子云密度比卤素进入前有所降低,因而使亲电试剂的进攻显得不力。
此称为钝化作用。
还有许多比卤素致钝力更强,而且使再进基团进入问位的取代基,它们被称为问位指示基或第二类取代基,按其致钝能力由大到小的顺序排列如下:-NR+, -NQ, -CF3, -CCl3>-CN, -SQH, -CH= O, -COR -COOH -COOR常见的取代基的定位作用见表由丁取代基的指向和活化或钝化作用,在合成一个指定化合物时,采取哪种路线就必须事先作全面考虑。
如:欲合成下列化合物时,显然b-路线是合理的。
如果以苯为原料,欲合成对-硝基苯甲酸(此物质在后面章节将学到)时,则应该先• <2>- O0,1Q M CH/CH t对苯进行甲基化后再进行硝化,最后将甲基氧化:O CH* 吐丁欢迎您的下载,资料仅供参考!致力为企业和个人提供合同协议,策划案计划书,学习资料等等打造全网一站式需求。
苯环上亲电取代反应的定位规律资料讲解
CHC (C3)l2H由 产于 率空 不间 高效 。应
AlC3 l
CH(C3)2H
H2SO4
C2l
CH(C3)2H Cl
100度
FeC3 l
SO3H
SO3H
定位规律在有机合成中的应用
例2
CH3
Br2
CH3 Br K2Cr2O7
COOH Br
FeBr3
H2SO4
NO2NO2Fra bibliotekNO2
K2Cr2O7
COOH Br2
OCH3
NH2
O
O
O
O
O
O
(3) 氯苯
在氯苯中,具有与苯酚相似的情况。即共轭与诱导
Cl
效应方向相反。但不同的是,在氯苯中,
︱+C︱< ︱-I︱,总的结果是苯环上电子云密度 O
O
降低。因此,氯苯比苯难进行亲电取代反应。如
氯苯硝化比苯慢33倍。但由于共轭效应使苯环的
O
邻、对位电子云密度增加,所以总的结果使苯环邻、对位电子云密 度下降的较少。亲电试剂主要进攻电子云密度较高的邻、对位。 所以,氯苯是钝化芳环,邻、对位定位基。
与氯苯相似的还有氟苯、溴苯、碘苯。
2. 间位定位基对苯环的影响
以硝基苯为例:
NO2
由于N、O的电负性大于碳,诱导效应
使芳环上电子云密度降低,用“-I”表示。O
π 从共轭效应看,硝基有一个
4 3
键,当它
与苯环相连时,就与苯环的大键发生-
O O
π 共轭,形成
1 9
0
大共轭体系。在这个大共轭
体系中,由于氧的电负性较大,使共轭体系
CH3
NO2 OH
苯环的同分异构体口诀
苯环的同分异构体口诀以下是为您生成的十个关于苯环同分异构体的口诀:口诀一:一氯一溴定位置,二元取代分邻间。
邻位相近最常见,间位稍远也不难。
若有三个取代基,先定两个再排单。
对称结构要细看,重复情况莫混乱。
苯环同分异构体,仔细分析思路宽。
口诀二:一取代时就一种,位置固定在当中。
二取代时邻间对,想象相邻与间隔。
邻位好比肩并肩,间位好似隔一山。
对位就是正对面,清晰区分记心间。
三取代要分情况,定二移一慢慢想。
口诀三:苯环同分异构体,首先心中有定义。
一取代时无异议,位置单一很容易。
二取代时要留意,邻间对别搞混兮。
邻位好比手牵手,亲密无间在一起。
间位犹如隔一人,稍有距离能区分。
对位恰似面对面,遥遥相望看得清。
口诀四:一氯一溴不麻烦,位置确定仔细看。
二元取代有三种,邻间对要记全。
邻位相邻感情深,间位相隔有分寸。
对位相对距离均,判断清楚不头晕。
三个取代慢慢寻,固定两个再讨论。
口诀五:苯环同分异构体,思考方法要学会。
一取代时很干脆,一种情况别嫌累。
二取代时分三类,邻间对要排好队。
邻位相邻像闺蜜,形影不离总相随。
间位间隔像同学,保持距离也亲切。
对位相对像对手,遥遥相对不牵手。
口诀六:苯环同分仔细辨,一取代时很简单。
二取代时要分辨,邻间对别弄混颠。
邻位好似一家人,亲密无间乐纷纷。
间位仿佛隔扇门,有点距离情谊存。
对位好比河两岸,遥遥相望心相连。
三取代时耐心算,定二移一思路转。
口诀七:一取代苯很单一,位置无需多猜疑。
二取代时要留意,邻间对别犯痴迷。
邻位相邻关系密,好似鸳鸯不分离。
间位相隔有距离,如同朋友偶相聚。
对位相对很整齐,仿若牛郎织女期。
三个取代别着急,先定两个再分析。
口诀八:苯环同分要理清,一取代时心不惊。
二取代时分分明,邻间对要分得清。
邻位相邻如弟兄,亲密无间共前行。
间位相隔像友朋,保持联络感情浓。
对位相对似宾朋,相互尊重礼相迎。
三取代时讲规程,定二移一方法灵。
口诀九:一取代苯别迷茫,位置单一好主张。
二取代时细思量,邻间对要记心房。
07-4-苯环取代基定位规律在有机合成中的应用
苯环取代基定位规律在有机 合成中的应用
化学与环境学院@华南师范大学
定位基的含义
A A B A A
+
B
+
B
产物中谁为主,取决于取代基A的性质,故A被称之为定位基。
定位基的类型
(1)活化时由强到弱排列: -NR2 > -NH2 > -OH > -OCH3 > -NHCOCH3 > -CH3 > -X(Cl、Br) (2)X是邻对位定位基 Br Br Br (第一类定位基), Br 但为钝化基 FeBr3
+ Br2 + + HBr
1. 邻对位定位基(第一类定位基)、活化基(X除外)
Br
2. 间位定位O、-COCH3、-COOH
定位基的应用
1. 主要产物判定 原则:
(1)只有一个定位 基,或多个但定位效 应一致时,直接应用
COOH + X2 FeX3 X COOH
Cl + X2 FeX3 Cl X + Cl
X
定位基的应用
CH3
NO 2
定位基的应用
2. 应用于物质合成
定位基的应用
2. 应用于物质合成
定位基的应用
2. 应用于物质合成
定位基的应用
2. 应用于物质合成
思路归纳:
1)分析原料与产物中基团位置; 2)明确定位基,确定基团进入的顺序和位置; 3)注意基团转换、占位等技巧。 例:
Cl
NO 2
解题思路:
苯环上亲电取代反应的定位规律
苯环上亲电取代反应的定位规律苯环上亲电取代反应的定位规律基本概念:定位基:在进行亲电取代反应时,苯环上原有取代基,不仅影响着苯环的取代反应活性,同时决定着第二个取代基进入苯环的位置,即决定取代反应的位置。
原有取代基称做定位基。
一、两类定位基在一元取代苯的亲电取代反应中,新进入的取代基可以取代定位基的邻、间、对位上的氢原子,生成三种异构体。
如果定位基没有影响,生成的产物是三种异构体的混合物,其中邻位取代物40%(2/5)、间位取代物40%(2/5)和对位取代物20%(1/5)。
实际上只有一种或二种主要产物。
例如各种一元取代苯进行硝化反应,得到下表所示的结果:1.第一类定位基对苯环的影响及其定位效应以甲基、氨基和卤素原子为例说明。
甲基在甲苯中,甲基的碳为sp3杂化,苯环碳为sp2杂化,sp2杂化碳的电负性比sp3杂化碳的大,因此,甲基表现出供电子的诱导效应(A)。
另外,甲基C—H σ 键的轨道与苯环的π 轨道形成σ—π 超共轭体系(B)。
供电诱导效应和超共轭效应的结果,苯环上电子密度增加,尤其邻、对位增加得更多。
因此,甲苯进行亲电取代反应比苯容易,而且主要发生在邻、对位上。
亲电试剂E+进攻甲基的邻、间、对位置,形成三种σ 络合物中间体,三种σ 络合物碳正离子的稳定性可用共振杂化体表示:进攻邻位:进攻对位:进攻间位:亲电试剂进攻苯生成的σ 络合物的碳正离子也可以用共振杂化体表示:苯环上亲电取代反应的定位规律显然,共振杂化体Ⅰ和Ⅱ比Ⅲ稳定,因为Ⅰc和Ⅱb的正电荷在有供电基的叔碳上,较分散。
而在Ⅲ中,正电荷都分布在仲碳上,不稳定。
所以甲基是邻对位定位基。
共振杂化体Ⅲ比Ⅳ稳定,虽然在Ⅲ和Ⅳ中的共振极限结构式都是正电荷分布在仲碳上,但甲基有供电性,使Ⅲ的正电荷可以分散在环和甲基上,因此,甲基活化了苯环。
从共轭效应和共振论两种观点分析、考察甲苯的亲电取代反应,都得出甲基是第一类定位基、有活化苯环作用的一致结论。
[原创]二取代苯的定位规律
二取代苯的定位规律(有机化学基础知识)如果苯环上已经有了两个取代基,当引入第三个取代基时,影响第三个取代基进入的位置的因素较多。
医学教|育网收集整理定性地说,两个取代基对反应活性的影响有加和性。
1.苯环上已有两个邻对位定位取代基或两个间位定位取代基,当这两个定位取代基的定位方向有矛盾时,第三个取代基进入的位置,主要由定位作用较强的一个来决定。
2.苯环上己有一个邻对位定位取代基和一个间位定位取代基,且二者的定位方向相反,这时主要由邻对位定位取代基来决定第三个取代基进入的位置。
3.两个定位取代基在苯环的1位和3位时,由于空间位阻的关系,第三个取代基在2位发生取代反应的比例较小。
苯环的取代定位规律的解释(有机化学基础知识)当苯环上连有定位取代基时,苯环上电子云密度的分布就发生变化。
这种影响可沿着苯环的共轭链传递。
因此共轭链上就出现电子云密度较大和电子云密度较小的交替现象,从而使它表现出定位效应。
①邻对位定位取代基的定位效应:邻对位定位取代基除卤素外,其它的多是斥电子的基团,能使定位取代基的邻对位的碳原子的电子云密度增高,所以亲电试剂容易进攻这两个位置的碳原子。
卤素和苯环相连时,与苯酚羟基相似,也有方向相反的吸电子诱导和共轭两种效应。
医学教|育网收集整理但在此情况下,诱导效应占优势,使苯环上电子云密度降低,苯环钝化,故亲电取代反应比苯难。
但共轭使间位电子云密度降低的程度比邻对位更明显,所以取代反应主要在邻对位进行。
②间位定位基的定位效应:这类定位取代基是吸电子的基团,使苯环上的电子云移向这些基团,因此苯环上的电子云密度降低。
这样,对苯环起了钝化作用,所以较苯难于进行亲电取代反应。
③共振理论对定位效应的解释:邻对位中间体均有一种稳定的共振式(邻对位定位基的影响)。
在间位定位基的影响下,在三个可能的碳正离子中间体中,邻对位共振式中正电荷是在连有吸电子基的碳上,它使碳正离子中间体更不稳定。
所以间位碳正离子中间体是最有利的。
苯环上的定位基
一、定位基定位效应令狐采学苯环上已有的取代基叫做定位取代基。
1、邻对位定位取代基①概念:当苯环上已带有这类定位取代基时,再引入的其它基团主要进入它的邻位或对位,而且第二个取代基的进入一般比没有这个取代基(即苯)时容易,或者说这个取代基使苯环活化。
②特征:这类取代基中直接连于苯环上的原子多数具有未共用电子对,并不含有双键或三键。
③定位取代效应按下列次序而渐减:-N(CH3)2 , -NH2 , -OH , -OCH3 , -NHCOCH3 , -R , (Cl,Br,I) 二甲氨基氨基羟基甲氧基乙酰氨基烷基卤素2、间位定位取代基①定义:当苯环上己有在这类定位取代基时,再引入的其它基团主要进入它的间位,而且第二个取代基的进入比苯要难,或者说这个取代基使苯环钝化。
②特征:取代基中直接与苯环相连的原子,有的带有正电荷,有的含有双键或三键。
③定位效应按下列次序而渐减:-N+(CH3)3 , -NO2 , -CN , -SO3H , -CHO , -COOH三甲铵基硝基氰基磺酸基醛基羧基3、取代定位规律并不是绝对的。
实际上在生成邻位及对位产物的同时,也有少量间位产物生成。
在生成间位产物的同时,也有少量的邻位和对位产物生成。
4、苯环的取代定位规律的解释当苯环上连有定位取代基时,苯环上电子云密度的分布就发生变化。
这种影响可沿着苯环的共轭链传递。
因此共轭链上就出现电子云密度较大和电子云密度较小的交替现象,从而使它表现出定位效应。
① 邻对位定位取代基的定位效应:邻对位定位取代基除卤素外,其它的多是斥电子的基团,能使定位取代基的邻对位的碳原子的电子云密度增高,所以亲电试剂容易进攻这两个位置的碳原子。
卤素和苯环相连时,与苯酚羟基相似,也有方向相反的吸电子诱导和共轭两种效应。
但在此情况下,诱导效应占优势,使苯环上电子云密度降低,苯环钝化,故亲电取代反应比苯难。
但共轭使间位电子云密度降低的程度比邻对位更明显,所以取代反应主要在邻对位进行。
苯衍生物的命名规则
苯衍生物的命名规则
苯衍生物的命名规则如下:
1. 确定主链:苯环为主链;
2. 确定取代基位置:苯环的6个碳原子编号为1-6,按照取代
基在苯环上的位置编号;
3. 确定取代基种类:取代基种类用前缀表示,如甲基为“甲基-”,氨基为“氨基-”,羟基为“羟基-”等;
4. 确定取代基数量:用前缀表示,如一个取代基为“单取代-”,两个取代基为“二取代-”等;
5. 确定取代基的位置和种类:按照位置从小到大顺序列出,不同种类的取代基之间用逗号隔开。
例如,苯环上有一个甲基和一个氨基,则该化合物的名称为“甲基-氨基-苯”;
6. 对于含有多个苯环的化合物,每个苯环上的取代基都要编号。
例如:
苯甲酸:苯环为主链,有一个甲基和一个羧基,因此命名为“甲基-苯-羧酸”。
1,2-二氯苯:苯环有两个氯原子取代,分别在1号和2号碳上,因此命名为“1, 2-二氯苯”。
2-碘-3-甲基苯:苯环有一个甲基和一个碘原子取代,分别在3号和2号碳上,因此命名为“2-碘-3-甲基苯”。
7. 对于取代基种类不同但位置相同的化合物,按字母顺序排序后再列出。
例如,苄基和氯基都在苯环上的1号碳上,则名称为“1-氯基-苄基-苯”。
8. 对于取代基数量相同但位置不同的化合物,以数字表示取代基位置,并按位置从小到大排列。
例如,苯环上有两个甲基,则分别用1和2表示位置,命名为“1, 2-二甲基苯”。
需要注意的是,苯环中有多个取代基的情况较为复杂,需要确定每一个取代基的位置和种类,并按照规则进行排序和命名。
此外,对于部分取代基种类比较特殊的化合物,还需要作出相应的特殊命名规则(如芳香醛、苯甲醇等)。
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苯环取代基定位口诀
苯环取代基定位口诀是指在苯环上发生取代反应时,如何确定取代基的位置。
其口诀为“2,4,6,8定位,1,3,5,7废物”。
具体解释如下:
1. 2,4,6,8定位:苯环上的2号、4号、6号、8号碳原子是定位位置,因为它们与苯环上的其他碳原子相邻,容易发生取代反应。
2. 1,3,5,7废物:苯环上的1号、3号、5号、7号碳原子是废物位置,因为它们与苯环上的其他碳原子隔了一个碳原子,不容易发生取代反应。
例如,苯环上有一个取代基,需要确定它的位置。
首先看取代基所连接的碳原子与苯环上的哪个碳原子相邻,如果是2号、4号、6号或8号碳原子,则取代基的位置就在相应的位置上;如果是1号、3号、5号或7号碳原子,则取代基的位置就不在这些位置上,需要继续寻找。
这个口诀虽然简单易记,但并不是绝对的,有时还需要结合实际情况进行判断。