芳环的亲电取代、亲核取代反应及芳环取代基的反应

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1、第十二章芳环的亲电取代、亲核取代反应及芳环取代基的反应ElectrophilicandNucleophilicSubstitutionsatAromaticRings,ReactionsofSubstituentsofAromaticRings本章主要内容一、芳环的亲电取代反应及机制二、取代基对芳环亲电取代反应的影响三、多环芳烃的亲电取代反应（自学为主）四、芳香杂环的亲电取代反应（自学为主）五、芳环和芳香杂环的亲核取代反应六、芳环取代基的反应—芳香重氮盐的形成及其在合成中的应用一、芳环的亲电取代反应及机制Mechanism

2、苯环的亲电反应与烯烃的对比分析不同之处：苯环具有芳香稳定能，与亲电试剂加成形成碳正离子需要更高的活化能类似点：苯环与烯烃的分子平面上下两方具有π键电子云，容易接受亲电试剂进攻一、芳环的亲电取代反应及机制1.MechanismStep1:亲电试剂进攻苯环的p键，形成碳正离子（与烯烃亲电加成反应类似）Step2:脱去一个质子，回复到稳定的芳香性苯环结构，生成取代反应产物（与烯烃不同）HEHEHEE++E-H+一、芳环的亲电取代反应及机制Reactioncoordinatediagrams一、芳环的亲电取代反应及机制—Theref

3、ore,theelectrophilethatcaneffectaromaticsubsitutionofbenzenemustbemorereactivethanthoseadditiontoalkenes.因此，与苯环反应的亲电试剂需要更高的反应活性ActivatedElectrophiles(活化的亲电试剂)—Cationformationbyreactionofanelectrophilewithanaromaticringisaccompaniedbythelossofaromaticstabilization.正

4、离子的形成伴随着芳香性的丧失一、芳环的亲电取代反应及机制2.Thefivemostcommonelectrophilicaromaticsubstitutionreactions一、芳环的亲电取代反应及机制以上几种亲电取代反应的亲电试剂如下：---Cl-Cl+--AlCl3---Br-Br+--FeBr3---I+(obtainedbyI2+HNO3)---+NO2(obtainedbyHNO3+H2SO4)---+SO3H(fromH2SO4)orSO3---R+(obtainedbyR-Cl+AlCl3)---RC+=O

5、(obtainedbyRCOCl+AlCl3)一、芳环的亲电取代反应及机制2.1Halogenation一、芳环的亲电取代反应及机制2.1Halogenation一、芳环的亲电取代反应及机制2.2Nitration一、芳环的亲电取代反应及机制2.3Sulfonation---reversiblereaction可逆反应HSO4-H2SO4一、芳环的亲电取代反应及机制2.4Friedel-CraftsAlkylation(傅氏烷基化)Note:Rearrangementmayoccurinalkylation一、芳环的亲电取代

6、反应及机制2.4Friedel-CraftsAlkylation(傅氏烷基化)2.5Friedel-CraftsAcylation(傅氏酰基化)一、芳环的亲电取代反应及机制没有重排问题注意使用不同的酰化试剂时，催化剂的用量是不同的>1.0eq>2.0eq一、芳环的亲电取代反应及机制思考题：如何从苯合成正丁基苯？二、取代基对芳环亲电取代反应的影响Astudyofthechemistryofaromaticcompounds（芳香化合物）leadstodeeperunderstandingoftheeffectsofelectr

7、onicandstericfactors（电子和空间因素）onreactivity,whichwillbeofbenefitinthefurtherstudyofchemistryandbiochemistry.二、取代基对芳环亲电取代反应的影响1.ExperimentalFacts:CH3HNO3CH3NO2CH3NO2para-ortho-FasterthannitrationofbenzeneBrHNO3BrNO2BrNO2para-ortho-SlowerthannitrationofbenzeneNO2HNO3NO

8、2SlowerthannitrationofbenzeneNO2meta-2.Theeffectofsubstituentsonreactivity①Activatingsubstituents(致活基)---Electron-donatingsubstituents(给电子基)incre