(完整版)苯环上取代反应的定位规则
更新时间:2023-04-07 13:12:01 阅读量: 教育文库 文档下载
苯环上原有的取代基对新导入取代基有影响,这种影响包括反应活性和进入位置两个方面。通常,苯环上原有的第一取代基称为定位基,从大量实验事实的分析总结中发现,定位基的定位作用遵循一定的规律,这一规律称为苯环上亲电取代反应定位规律(又称定位规则)。下面分别讨论定位基的类型;定位规则的理论解释;二元取代苯的定位规律;定位规律的应用。
(一)定位基的类型
1.邻、对位定位基。这类定位基的结构特征是定位基中与苯环直接相连的原子不含不饱和键(芳烃基例外),不带正电荷,且多数具有未共用电子对。常见的邻、对位定位基及其反应活性(相对苯而言)如下:
强致活基团:―NH2(―NHR,―NR2),―OH
中致活基团:―OCH3(―OR),―NHCOCH3(-NHCOR)
弱致活基团:―ph(―Ar),―CH3(-R)
弱致钝基团:―F,―Cl,―Br,―I
这类定位基多数使亲电取代反应较苯容易进行,但卤素例外。
2.间位定位基。这类定位基的结构特征是定位基中与苯环直接相连的原子一般都含有不饱和键(-CX3例外)或带正电荷。常见的间位定位基及其定位效应从强到弱顺序如下:―N+H3,―N+R3,―NO2,―CF3,―CCl3,―CN,―SO3H,―COH,―COR,―COOH,―COOR,―CONH2等。
这类定位基属致钝基团,通常使苯环上亲电取代反应较苯难进行,且排在越前面的定位基,定位效应越强,反应也越难进行。
(二)定位规则的理论解释
苯环上的取代反应是亲电取代反应。因此,从反应活性的角度分析,凡有助于提高苯环上电子云密度的基团,就能使苯环活化,反应活性提高;反之,凡是使环上电子云密度降低的基团,就能使苯环钝化,反应活性降低。从反应位置的角度分析,当苯环上没有取代基时,环上六个碳原子的电子云密度是均等的;但当苯环上有取代基时,由于取代基的电子效应沿着苯环共轭体系传递。在环上出现了出现了电子云密度的疏密交替分布现象。第二个取代基总是进入苯环上电子云密度相对较大的部位,从而使这些碳原子上的取代物占了多数。现以―CH3,―OH,―Cl,―NO2为代表加以说明。
1.甲基(―CH3)。甲基具有正的诱导效应(+I),是供电子基;此外,甲基的
C-H键的σ电子可与苯环的п电子发生σ,п-超共轭效应。其结果均可使苯环上的电子云密度增大,特别是甲基的邻、对位增加的更多。
因此,甲苯比苯易发生亲电取代反应,而且主要发生在邻、对位上。
2.酚羟基(-OH)。从诱导效应看,氧的电负性大于碳,存在负的诱导效应(-I),但氧上的未共用电子对可与苯环上的п电子产生给电子的p,п-共轭效应(+C)。在反应时,动态的共轭效应占主导地位,总的结果是使苯环上电子云密度提高,而不是降低,而且邻、对位增加的较多。
所以,苯酚的亲电取代反应比苯容易进行,且第二个取代基主要进入酚羟基的邻、对位。
3.氯原子(―Cl)。氯原子的电负性较大,是吸电子基,存在负的诱导效应(-I)。但同时,氯原子的未共用电子对,同样可以与苯环上的п电子产生给电子的p,п-共轭效应(+C)。但与酚羟基不同的是氯原子的+C不足以抵消-I,总的结果是使苯环上电子云密度降低,且间位降低较多,邻、对位降低的较少,量子化学的计算也表明同样的结果。
(+)表示电子云密度比苯小
所以,氯苯的反应活性取决于较强的诱导效应,反应活性小于苯,而定位效应则受共轭效应的影响较大,属邻、对位定位基。
4.硝基(-NO2)。硝基中的氮、氧的电负性均大于碳,存在负的诱导效应(-I),同时,硝基的π轨道上的电子可与苯环上的п电子产生吸电子的п,п-共轭效应(-C)。-I与-C的协同作用,使苯环上电子云密度显著下降,其中又以邻、对位降低最多,间位相对降低较少。量子化学计算表明相同的结果。
所以,硝基苯的亲电取代反应活性小于苯,第二个取代基主要进入硝基的间位。
三二元取代苯的定位规则
苯环上已有两个取代基时,第三个取代基进入苯环的位置就决定于原有的这两个取代基的性质。一般可分为两种情况:
1.苯环上原有的两个取代基的定位作用一致,则仍按上述规则进行。
2.环上原有的两个取代基的定位作用不一致,又可再分为两种情况:
①环上原有取代基为同类定位基,则第三个取代基进入苯环的位置取决于定位效应强的取代基。例如,下列化合物引入第三个取代基时,将主要进入箭头所示的位置。
②环上原有取代基非同类定位基,则第三个取代基进入苯环的位置取决于邻、对位定位基。例如,下列化合物引入第三个取代基时,其进入位置如箭头所示。
正在阅读:
(完整版)苯环上取代反应的定位规则04-07
小学四年级下册数学四则混合运算及简便计算综合练习题10-07
2018年放射科工作总结03-12
水利行业网站建设管理浅谈10-24
山东省环境卫生管理行业企业名录2018版700家 - 图文01-18
2020届高三英语上学期第一次考试试题03-03
制冷剂、载冷剂及润滑油05-19
农行国际贸易融资业务操作规程04-14
45种批量拿shell的方法06-23
- exercise2
- 铅锌矿详查地质设计 - 图文
- 厨余垃圾、餐厨垃圾堆肥系统设计方案
- 陈明珠开题报告
- 化工原理精选例题
- 政府形象宣传册营销案例
- 小学一至三年级语文阅读专项练习题
- 2014.民诉 期末考试 复习题
- 巅峰智业 - 做好顶层设计对建设城市的重要意义
- (三起)冀教版三年级英语上册Unit4 Lesson24练习题及答案
- 2017年实心轮胎现状及发展趋势分析(目录)
- 基于GIS的农用地定级技术研究定稿
- 2017-2022年中国医疗保健市场调查与市场前景预测报告(目录) - 图文
- 作业
- OFDM技术仿真(MATLAB代码) - 图文
- Android工程师笔试题及答案
- 生命密码联合密码
- 空间地上权若干法律问题探究
- 江苏学业水平测试《机械基础》模拟试题
- 选课走班实施方案
- 苯环
- 整版
- 取代
- 定位
- 反应
- 规则
- 汽车营销模拟试卷三及参考答案
- 6633_6635最新错误代码_130121_V2
- 2022年西北大学化学与材料科学学院826物理化学考研核心题库
- 预警信息发布制度标准范本
- 蓝莓采摘相关标准要求内容
- 北京大学经营方略EMBA总裁高级研修班
- 国家低压电工国家题库模拟题5
- 2011—2012学年上学期一年级班级工作计划
- 中级维修电工题库(好)
- 实用俄语:铁路俄语资料大全--第四课
- 100教育:2015高考试题——理综(天津卷)含答案
- 2008年同等学力申硕《生物学学科综合水平考试》真题及详解【圣才
- 2022年辽宁科技大学软件学院813专业基础综合(数据结构与算法、数
- 《BP世界能源统计年鉴》2014
- 美容高手也不知道的保湿谎言
- 初中生物北京课改版《七年级下册》《第八章 生命活动的调节》精
- 北京理工大学448汉语写作与百科知识考研参考书目-真题-招生目录-
- 最新北师大版2022-2022学年七年级数学上册《应用一元一次方程-追
- 谈施工测量在公路建设中的作用
- 施工电梯安装安全技术交底