04苯环上的取代反应
苯环侧链的卤代反应为亲电取代反应
苯环侧链的卤代反应为亲电取代反应。
亲电取代反应，也称为烃基取代反应，是特殊的卤化反应，它将
苯环侧链中的一个原子取代为另外一种取代物，也就是一个烃基。
它
的反应原理是基团的亲电力克服了它的稳定性，使其与共价键破坏，
使其核突去离子形成，最后形成新的稳定反应物。
在苯环侧链上进行亲电取代反应，需要一种称为分子夹具的中间体。
只有它才能将受体分子与亲电取代物接近，受体分子和取代物才
能开始反应。
在反应过程中，受体分子的苯环中的共价键被剪断，形
成了碱金属离子，因此是典型的卤化反应。
苯环侧链上夹具分子的苯
键开始破坏，给出碱金属离子，然后，反应物和碱金属开始发生反应，形成新的共价键以及氢键，形成新的反应物。
在发生苯环侧链亲电取代反应时，要避免活性化反应，也就是要
避免在反应过程中受体分子和取代物发生聚合反应。
为了避免这种情
况发生，通常会在夹具分子中加入一种化学离子，如氯离子，硫离子等，来平衡活性化反应。
总之，苯环侧链的亲电取代反应是一种典型的取代型卤化反应。
它需要一种特定的中间体分子支撑，这种中间体可以让受体分子和取
代物开始发生作用。
此外，由于活性化反应容易发生，因此还需要加
入离子，以避免活性化反应发生。
苯取代反应的化学方程式
苯取代反应的化学方程式苯是一种含有六个碳原子的芳香烃，具有特殊的稳定性和反应性。
苯取代反应是指在苯分子上引入不同的取代基，从而改变苯分子的性质和化学活性。
在苯环上取代的基团可以是氢、烷基、卤素、羟基等，这些基团的引入可以通过多种反应实现。
苯取代反应的化学方程式可以通过以下几个典型的反应来描述：1. 卤代反应：苯可以与卤素发生取代反应，生成卤代苯。
例如，苯和氯气反应，得到氯代苯：C6H6 + Cl2 → C6H5Cl + HCl2. 烷基化反应：苯可以与卤代烷反应，生成烷基苯。
例如，苯和溴乙烷反应，得到乙基苯：C6H6 + C2H5Br → C6H5C2H5 + HBr3. 亲电取代反应：苯可以与亲电试剂发生取代反应，生成取代苯。
例如，苯和硝化混酸反应，得到硝基苯：C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O4. 亲核取代反应：苯可以与亲核试剂发生取代反应，生成取代苯。
例如，苯和氨反应，得到苯胺：C6H6 + NH3 → C6H5NH2 + H25. 羟基化反应：苯可以与酸性过氧化氢反应，生成羟基苯。
例如，苯和过氧化苯甲酸反应，得到苯酚：C6H6 + HOOCC6H5 → C6H5OH + CO2 + H2O苯取代反应的机理可以分为电子云密度减少和增加两种类型。
对于电子云密度减少的反应，如卤代反应和烷基化反应，反应物中的取代基具有较高的电负性，能够吸引苯环上的电子，使苯环上的电子云密度减少，从而使取代基取代苯环。
对于电子云密度增加的反应，如亲电取代反应和亲核取代反应，反应物中的取代基具有较低的电负性，不能吸引苯环上的电子，反而需要苯环提供电子，使取代基取代苯环。
苯取代反应的选择性和反应速率受到多种因素的影响，如反应条件、反应物浓度、反应物结构等。
选择合适的反应条件和反应物可以实现特定的取代位置和选择性。
苯取代反应在有机合成中具有重要的应用价值。
通过引入不同的取代基，可以改变苯分子的性质和化学活性，从而扩展其应用领域。
苯环上亲电取代反应的定位规律
定位规律的理论解释
H 是交替极化， 是交替极化，即使甲基的邻位和对位上 H C H 电子云密度增加的更多些， 电子云密度增加的更多些，量子化学计 甲苯中各碳上电子云密度分布如图。 算,甲苯中各碳上电子云密度分布如图。 O 甲苯中各碳上电子云密度分布如图 O 所以亲电试剂主要进攻邻位和对位。 所以亲电试剂主要进攻邻位和对位。 从反应历程和σ 络合物的稳定性看： 从反应历程和σ－络合物的稳定性看： O H H H 慢 δ E E E +E
一、定位规律
由此可以看出，当芳环上已有取代基时，新引入基团是否容易， 由此可以看出，当芳环上已有取代基时，新引入基团是否容易， 进入哪个位置，主要由芳环原来取代基的性质所决定。 进入哪个位置，主要由芳环原来取代基的性质所决定。我们把 芳环上原来的取代基叫做定位基 定位基。 芳环上原来的取代基叫做定位基。而把定位基支配新引入基团 进入芳环的位置和定位能力的大小称为定位规律或定位效应 定位规律或定位效应。 进入芳环的位置和定位能力的大小称为定位规律或定位效应。 第一类定位基称为邻 对位定位基， 第一类定位基称为邻、对位定位基，它使新引入的基团主要进入 定位基的邻、对位。除卤素之外，它们都是供电子基， 定位基的邻、对位。除卤素之外，它们都是供电子基，使芳环 上电子云密度增加，活化芳环，亲电取代活性大于苯。 上电子云密度增加，活化芳环，亲电取代活性大于苯。它们定 位能力强弱的次序为： ＞－OH＞ 位能力强弱的次序为：－O－＞－N(CH3)2＞－NH2＞－ ＞ ＞－NHCOCH3＞－R＞－ ＞－OCOCH3＞－ 6H5＞－F＞ ＞－C －OCH3＞－ ＞－ ＞ ＞－Br＞－ －Cl＞－ ＞－ ＞－ ＞－I 可以看出，这些基团与芳环相连的原子(除 和 外 都有未共用 可以看出，这些基团与芳环相连的原子 除R和Ph外)都有未共用 电子对，可以芳环发生P－ 超共轭，使芳环上电子云密度增加。 电子对，可以芳环发生 －π超共轭，使芳环上电子云密度增加。
苯环亲电取代反应的定位规律和理论解释
苯环亲电取代反应的定位规律和理论解释
苯环亲电取代反应是一种常见的有机化学反应，它指的是苯环上的一个电子富位碳原子被其他物质的电子富位原子所取代的反应。
这种反应可以通过电离平衡和等温线来解释。
苯环亲电取代反应的定位规律是，取代反应的定位总是优先发生在苯环上最容易被取代的位置。
在二甲苯和苯乙烯这类苯环中，电子富位碳原子多半是取代反应的首选目标；而在苯并环烷和苯并三唑这类苯环中，取代反应更多地会发生在含氧原子的位置。
苯环亲电取代反应的理论解释可以通过极化和电离平衡来进行。
极化是指分子内部电荷分布的不均匀现象，它会导致分子内部电子密度的不均匀分布，从而使得某些原子或基团更容易被
取代。
电离平衡则是指反应中电子富余和电子缺乏的均衡状态，它决定了反应的方向和速率。
苯环亲电取代反应的定位规律可以通过电离平衡来解释。
由于苯环上某些原子的电离能更高，因此它们更容易被取代。
而由于苯环上某些原子的电离能更低，因此它们更难被取代。
这就是为什么苯环亲电取代反应的定位总是优先发生在苯环上最容易被取代的位置的原因。
通过对苯环亲电取代反应的定位规律和理论解释的研究，我们可以更好地理解和掌握这种常见的有机化学反应，并运用到实际应用中。
(1) 苯环上的亲电取代反应
10
2 分子轨道理论
6 个相互交盖的 2p轨道 组合成6个分子轨道
简并轨道
苯的π分子轨道和能级
11
3 共振论对苯分子结构的解释
Kekulé结构式:
两个或多个经典结构的共振杂化体：
其共振能为：149.4 kJ· mol
环状的共轭体系导致苯分子具有相当高的稳定性。
12
5.3 单环芳烃的物理性质:
苯及其同系物一般为无色液体，相对密度小于1，但比 相对分子质量相近的烷烃和烯烃的相对密度大，不溶于水， 可溶于有机溶剂，有些有机化合物常被用来萃取芳烃。单 环芳烃具有特殊气味，有毒。 在二取代苯的三种异构体中，对位异构体的对称性最大， 所以其熔点比其它两个异构体高。所以可以通过重结晶来 分离。 烷基取代基越多，稳定性越大。稳定性的大小可从生成 热上看出，生成热越小，越稳定。
选择合成路线：
例如：
NH2
NH2 COCH3
CH3
COOH
Br
NO2
CH3
COOH NO2 NO2
CH3
COOH NO2
39
练习：用箭头表示新进入基团主要进入苯环的哪个部位
CHO
OH
NH2
NR2 CH3
NO2
Cl
NO2
C 2 H5
OH
Br
CH3 CHO
COOH
CH3
CH3
NO2
40
5.11 加特曼(Gattermann)—科赫(Koch )反应
多官能团化合物的命名
6
二取代苯的3个异构体:
CH3 CH3
1,2–二甲苯 邻二甲苯 o–二甲苯
CH3 CH3
1,3–二甲苯 间二甲苯 m–二甲苯
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。
苯取代反应的化学方程式
苯取代反应的化学方程式苯取代反应是指苯环上的一个或多个氢原子被其他官能团或原子取代的化学反应。
苯是一种具有芳香性的有机化合物，由六个碳原子和六个氢原子组成的六元环结构。
苯的取代反应可以通过在苯环上引入不同的取代基，改变苯分子的物理性质和化学性质，从而得到不同的化合物。
苯取代反应的化学方程式可以用通式表示为：Ar-H + X-Y → Ar-Y + X-H，其中Ar代表苯环，H代表氢原子，X和Y代表取代基或官能团。
苯取代反应可以分为电子富集取代反应和电子缺乏取代反应两类。
电子富集取代反应是指在苯环上引入一个具有电子供体性质的取代基。
这种取代基能够通过共振现象向苯环提供电子，使苯环的电子密度增加。
常见的电子富集取代基有甲基(CH3)、乙基(C2H5)等。
这类取代基通过共振现象向苯环提供电子，使苯环具有更强的亲电性，容易发生亲电取代反应。
例如，苯和甲基溴反应生成甲苯的化学方程式为：C6H6 + CH3Br → C6H5CH3 + HBr。
电子缺乏取代反应是指在苯环上引入一个具有电子吸引性质的取代基。
这种取代基能够通过电子吸引效应从苯环上吸引电子，使苯环的电子密度减少。
常见的电子缺乏取代基有卤素原子(F、Cl、Br、I)、硝基(NO2)等。
这类取代基使苯环具有更强的亲核性，容易发生亲核取代反应。
例如，苯和硝酸反应生成硝基苯的化学方程式为：C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O。
苯的取代反应还可以根据反应条件的不同进行分类，常见的取代反应有热取代反应、光取代反应和催化取代反应等。
热取代反应是指在高温条件下进行的反应，常见的热取代反应有热氧化反应和热硝化反应。
热氧化反应是指苯和氧气在高温条件下反应生成苯酚的化学方程式为：C6H6 + O2 → C6H5OH。
热硝化反应是指苯和硝酸在高温条件下反应生成硝基苯的化学方程式为：C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O。
光取代反应是指在紫外光照射下进行的反应，常见的光取代反应有光氯代反应和光溴代反应。
高一化学苯环知识点
高一化学苯环知识点苯环是化学中重要的有机化合物，由六个碳原子组成一个环状结构。
下面将介绍关于苯环的一些重要知识点。
一、苯环的结构和性质1. 苯环由六个碳原子组成，每个碳原子与相邻两个碳原子形成σ键和一个π键。
2. 苯环的结构呈现出平面六角形的形状，所有C-C键的键长相等，角度为120度。
3. 由于π电子云分布扩展在整个环上，苯环表现出特殊的稳定性和共轭特性。
4. 苯环是无色、挥发性的液体，不溶于水，溶于有机溶剂。
二、苯环的共轭体系1. 苯环的π电子云分布在整个环上，呈现出共轭结构，使得苯环的能级分布变得稳定。
2. 共轭结构使苯环具有较低的化学反应活性，不易发生加成反应，但容易进行亲电取代反应和电子取代反应。
3. 由于共轭结构的存在，苯环呈现出芳香性，具有独特的香气。
三、苯环的电子取代反应1. 苯环可发生电子取代反应，即通过在环上引入有电子亲和性的基团来改变苯环的性质。
2. 常见的电子取代反应有硝化反应、硫酸酐化反应、氯化反应等。
3. 电子取代反应的产物以正、间、对位异构体存在，其相对比例受反应条件和反应底物的取代效应影响。
四、苯环的亲电取代反应1. 苯环可发生亲电取代反应，即苯环中的π电子云作为亲电子或亲核子的攻击目标。
2. 常见的亲电取代反应有卤代烷基化反应、醇酸化反应、氧化反应等。
3. 亲电取代反应的产物通常以正位取代为主，间位和对位取代次之。
五、苯环的芳香性1. 苯环的共轭结构导致其呈现出芳香性，即具有特殊的稳定性和香气。
2. 苯环上的电子云密度较大，使得苯环成为亲电子亲的靶点，容易发生电子取代反应。
3. 芳香性使苯环成为有机合成中广泛应用的重要结构基元。
总结：苯环是化学中重要的有机化合物，具有独特的结构和性质。
共轭结构使得苯环稳定并呈现出芳香性，容易发生电子和亲电取代反应。
理解苯环的结构和性质对于深入学习有机化学和相关领域具有重要意义。
苯环上的亲电子取代反应及定位效应与反应活性正文
苯环上的亲电子取代反应及定位效应与反应活性一、苯的亲电子取代反应1.简介苯环平面的上下有π电子云①，与σ键②相比，平行重叠的π电子云结合较疏松，因此在反应中苯环可充当一个电子源，与缺电子的亲电试剂③发生反应，类似于烯烃中π键④的性质。
但是苯环中π电子又有别于烯烃，π键共振形成的大π键⑤使苯环具有特殊的稳定性，反应中总是保持苯环的结构。
苯的结构特点决定苯的化学性质，它容易发生亲电子取代反应⑥。
π键σ键电子云2.卤代⑦苯与卤素作用，在三卤化铁（FeX3）的催化下，得到卤代苯，同时放出卤化氢。
（1）与Cl2反应FeCl3+Cl2+HCl反应2FeBr3+ Br2 +HBr（3）与I2反应:碘活性不够，只有与非常活泼的芳香化合物才能发生取代反应。
目前采用氧化剂将碘氧化为碘正离子后直接引入苯环。
HNO3I+I286%）实际反应中往往加入少量铁屑，铁屑与卤素反应产生三卤化铁，起到同样的作用。
3Br2+2Fe 2FeBr3苯与氯、溴的取代反应应用十分广泛。
其公认的反应历程是首先缺电子的FeX3与卤素络合，促进卤素之间σ键的极化、异裂。
FeX3+X2X++FeX4-π电子。
形成苯碳正离子中间体，类似于烯烃的亲电加成，这一步是速度决定步骤+X+苯的碳正离子中间体既可与卤素负离子结合成二卤代烃+X-也可失去质子，恢复苯的骨架。
苯的稳定性起了决定作用，得到取代而不是加成产物。
-H++HX33.硝化浓H2SO4+HNO3（浓）（98%）+H2O50℃浓硫酸的酸性比硝酸的强，它作为酸提供质子（H+），硝酸作为碱提供氢氧根（OH-），去掉一分子水，产生硝基正离子，硝基正离子具有很强的亲电子性，与苯发生亲电子取代反应。
若采用浓硝酸，则反应速度明显减慢，这是由于浓硝酸中仅存在少量的硝基正离子。
4.磺化不同浓度的硫酸与苯反应的速度不同，浓度越高反应越快。
含三氧化硫的发烟硫酸的反应最快，在常温下即可与苯发生磺化反应，生成苯磺酸。
+H2SO4（7%SO3(52%)+H2O磺化反应也是亲电取代反应，通常认为亲电试剂是三氧化硫。
04.2 芳香烃
苯分子结构的现代表达：
价键式
分子轨道离域式
共振式
关于苯的认识 1、具有C、H的比例高。 2、具有平面和接近平面的环状结构。 3、π电子高度离域，键长平均化。 4、化学行为：易进行亲电取代而不易发 生加成反应和氧化反应。
HNO3＋浓H2SO4 50~60℃
NO2
75~85%
NO2
浓HNO3＋浓H2SO4 100~110℃
NO2
NO2
NO2
NO2
＋
NO2
＋
NO2
6%
1%
93%
CH3
浓HNO3＋浓H2SO4
CH3
NO2
CH3
CH3
100~110℃
＋
NO2
＋
NO2 4%
59%
37%
a. 硝化剂：浓HNO3 + 浓H2SO4（简称混酸） b. 反应物活性：烷基苯>苯>硝基苯
正丙苯 （31~35%）
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，且可用 硝基苯作溶剂来进行烷基化反应。
ii、傅-克酰基化反应
傅-克酰基化反应常用的酰基化试剂为酰氯、酸 酐和羧酸。
4、傅瑞德尔-克拉夫茨（Friedel-Crafts）反应
1877年法国化学家傅瑞德（Friedel）和美国 化学家克拉夫茨（Crafts）发现了在无水三氯化铝 催化下，制备烷基苯和芳酮的反应，简称为傅-克反 应。前者叫傅-克烷基化反应，后者叫傅-克酰基化 反应。
苯环侧链上的卤代反应
苯环侧链上的卤代反应是一种有机化学反应，是通过卤素原子取代苯环侧链上的氢原子来进行的。
以下是一些常见的苯环侧链上的卤代反应：
1.溴化反应：将苯环侧链上的氢原子用溴原子取代的反应称为溴
化反应。
这种反应通常在催化剂的存在下进行，例如铁离子、溴化铁等。
在反应过程中，苯环侧链上的碳氢键会与溴原子发生亲电加成反应，生成一个碳溴键，最终生成溴代苯。
2.氯化反应：将苯环侧链上的氢原子用氯原子取代的反应称为氯
化反应。
这种反应通常在催化剂的存在下进行，例如氯化铁、三氯化磷等。
在反应过程中，苯环侧链上的碳氢键会与氯原子发生亲电加成反应，生成一个碳氯键，最终生成氯代苯。
3.氟化反应：将苯环侧链上的氢原子用氟原子取代的反应称为氟
化反应。
这种反应通常在催化剂的存在下进行，例如氟化钠、氟化汞等。
在反应过程中，苯环侧链上的碳氢键会与氟原子发生亲电加成反应，生成一个碳氟键，最终生成氟代苯。
这些卤代反应中，溴化和氯化反应是最常见的，因为它们的反应条件相对较为温和，且产物的收率和纯度较高。
不过，在进行卤代反应时需要注意选择适当的催化剂和反应条件，以确保反应的顺利进行和产物的质量。
苯环上的亲电取代反应—卤代
亲电取代反应
亲电试剂 E+进攻苯环，与苯环的π电子作用生成π络合物 ，紧接着E+从苯环π体系中获得两个电子，与苯环的一个 碳原子形成σ键，生成σ络合物（方基正离子中间体），σ 络合物内能高不稳定，sp3杂化的碳原子失去一个质子，恢 复芳香结构，形成取代产物。 • 生成σ络合物这一步是决定反应速率的关键步骤
王海涛?亲电取代反应亲电试剂e进攻苯环与苯环的电子作用生成络合物亲电试剂进攻苯环与苯环的电子作用生成络合物紧接着e从苯环体系中获得两个电子与苯环的一个碳原子形成键生成络合物方基正离子中间体络合物内能高不稳定sp3杂化的碳原子失去一个质子恢复芳香结构形成取代产物
苯环上的亲电取代反应 ——卤代
演讲：王海涛
反应机理：
• 苯与 I2 的反应需要在氧化剂（如 HNO3）存在下进行，氧化剂的作用是 产生碘正离子：
注意： 反应通常用Cl2、Br2 。氟代过于剧烈， 反应难以控制 中间体碳正离子（苯鎓离子）远不及 苯环稳定，生成碳正离子（苯鎓离子 ）是决定反应速率的关键步骤 卤代要加催化剂，催化剂也可用Fe
谢谢~
• 在卤化铁等路易斯酸作用下，苯与卤 素作用生成卤化苯的反应称作卤代反 应或卤化反应。
l C
Fe 或 3 Cl + 2 5 5 ~ 6 0 ℃ FeCl
+ HCl
r B
+Br 2
FeBr Fe 或 3
5 5 ~ 6 0 ℃
+ HBr
• 氯或溴本身不能与苯起取代反应,必须在Lewis酸的帮助下, 才能使氯或溴分子极化.因此,卤化的第一步是苯环形成π络 合物,在Lewis酸FeBr3帮助下,进一步生成σ络合物,苯环两 个π电子与Br+生成C-Br键。
有机化学
一、亲电取代反应类型及反应机理
1. 亲电取代反应类型
苯环上氢的亲电取代反应：苯环上电子云 密度高，易被亲电试剂进攻，引起 C—H 键的 氢被取代，称为亲电取代反应。
(1) 卤代：
+ X2
FeX 3 或 Fe
X
+ HX
F2 ＞ Br2 ＞ Cl 2 ＞ I2 例： CH 3 + Br2
+ C CH AICI 3 4
O. AICI3 CCH3
O
COCH3+ AI(OH) + 3HCI
3
特点：
①酰基化反应不发生酰基异构现象。 ②酰基化反应不能生成多元酰基取代产物。 ③酰基化产物含有羰基，能与路易斯酸络合， 消耗催化剂，催化剂用量一般至少是酰化试剂的二 倍。 苯环上有强吸电子基时，不发生酰基化反应。 ④应用：可以用于制备芳酮及长链正构烷基苯。
5．氯甲基化反应
在无水 ZnCl2 存在下，芳烃与甲醛及氯化氢作用 下，结果苯环上的氢被氯甲基（—CH2Cl）取代， 称为氯甲基化反应。
ZnCI2 1 (CH O) +3 + 2 3 HCI
CH2CI+ H O 2
问题讨论：
①反应机理：本反应机理尚有争议。一般认为 可能是按下述机理进行的：
2 CH2OH + ZnCI4 2 H2C O+2HCI + ZnCI2 H CH2OH CH2OH + + + -H + + H +2 CH2OH CH2OH + HCI CH2CI + H 2O
AlCl 3
C H2C H2C H3
+ (主 ) C O C HC H3 2 (次 ) C H2C H2C H3
苯亲电取代反应历程
苯亲电取代反应历程苯亲电取代反应是一种重要的有机合成方法，它可以通过在苯环上引入不同的官能团来合成各种有机化合物。
本文将详细介绍苯亲电取代反应的历程。
1. 反应机理苯亲电取代反应是一种亲电取代反应，其反应机理可以分为两个步骤：首先是亲电试剂攻击芳香环，形成一个中间体；然后中间体再失去一个负离子，生成最终产物。
具体来说，该反应分为以下三步：（1）亲电试剂的进攻：在苯环上加入一个新的官能团需要先有一种强亲电试剂来进行攻击。
常见的亲电试剂包括卤素、磺酰氯、酰氯、硝基等。
以卤素为例，当卤素分子接近苯环时，卤素原子与芳香环上的碳原子形成了一个临时化学键。
（2）中间体的形成：在第一步中，卤素和苯环形成了一个临时化学键，并且这个键不太稳定。
因此，在第二步中，这个键会断裂并重新组合，形成一个新的化学物质，即中间体。
中间体是一个非常重要的中间产物，它包含了新官能团与苯环上的碳原子。
（3）负离子的失去：在第三步中，中间体会失去一个负离子，生成最终产物。
这个过程也称为脱离反应。
在这个过程中，新官能团会取代苯环上的一个氢原子，并且负离子会从分子中释放出来。
2. 影响反应速率的因素苯亲电取代反应速率受到以下几个因素的影响：（1）亲电试剂的性质：不同的亲电试剂对反应速率有不同的影响。
一般来说，亲电性越强的试剂反应速率越快。
（2）芳香环上基团的性质：苯环上已经存在着其他基团时，新加入官能团时就会受到这些基团的影响。
一些基团可以增加反应速率，而另一些则会减慢反应速率。
（3）溶剂：溶剂对反应速率也有很大影响。
有些溶剂可以促进反应发生，而其他溶剂则可能抑制反应。
3. 应用领域苯亲电取代反应在有机化学中应用广泛，可以合成各种有机化合物。
例如，它可以用于制备芳香族酮、芳香族酸、芳香族醇、芳香族胺等化合物。
此外，苯亲电取代反应还可用于制备药物、染料和高分子材料等。
4. 反应类型苯亲电取代反应的类型包括以下几种：（1）卤代烷的取代：这是最常见的苯亲电取代反应之一。
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苯环上的取代反应（如卤代、硝化、磺化、傅－克反应等）都是亲电取代。
一般认为在亲电取代反应中，首先是亲电试剂在一定条件下离解为亲电的正离子E+。
接着E+进攻苯环，与苯环的π电子很快形成π络合物（可以理解为一种碳正离子），π络合物仍然保持苯环的结构。
E : E →E－＋E＋
紧接着π络合物中的亲电试剂E+进一步与苯环的一个碳原子直接连接，形成σ络合物。
σ络合物的形成是缺电子的亲电试剂E+从苯环获得两个电子而与苯环碳结合成σ键的结果。
此时，与亲电试剂E+形成σ键这个碳原子由sp2杂化轨道变成sp3杂化轨道，碳环上的π电子只剩下四个，即四个π电子分布在五个碳原子上。
所以碳环不再是原来的稳定的共轭体系，而是缺电子共轭体系。
这种缺电子共轭体系，有失去氢质子而恢复原来稳定的共轭体系的趋势。
σ络合物很快失去氢质子后，与亲电试剂E+形成σ键这个碳原子又由sp3杂化轨道变成sp2杂化轨道，恢复到了原来的稳定的共轭体系。
此反应历程可以用下面的式子表示：
综上所述，芳烃亲电取代反应历程可以表示如下：
现以苯的卤代为例分析亲电取代反应历程：
首先，在Fe或FeBr3存在下，Br2异裂为
Br＋：
Br＋进攻苯环形成π络合物，继而转化为σ络合物：
σ络合物中苯环脱去一个氢质子又恢复原来的稳定结构：
硝化反应中的亲电试剂为硝基正离子（NO2＋），磺化反应中则为SO3H＋，傅－克烷基化和酰基化反应中则为烷基正离子（R ＋）和酰基正离子（ROC＋）。
由于烷基正离子有异构化为更稳定的C＋的趋势，故当烷基化试剂中含有的碳原子个数超过3时，一般主要生成重排后的烷基衍生物。