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在讲解苯环的上一篇文章中,我们讲了苯环的结构,本篇文章将为大家讲解苯环的一系列反应及其机制。
苯环的大多数反应会保留这个它稳定的大pi键,而具体发生的大多是某基团或原子取代苯环上的一个或多个氢原子。
卤素的亲电取代
大家需先知道一个概念,亲电试剂。
亲电试剂就是一个化学反应中比较“喜欢”可成键电子,或者用通俗的话说,喜欢负电的原子或者原子团。所以亲电试剂味了一般带正电
接下来大家看这个反应:
被牺牲掉,H被溴取代,多余的H和溴铁化合物反应生成溴化氢。这个机制用图片理解是这样的:
这张图中的机理就是亲电取代的机理,需要大家牢记,考试可能会让大家illustrateelectrophilic substitution的机理!
✪总的来说,就是催化剂极化卤素分子,产生亲电试剂,亲电试剂再取代苯环中的一个H,形成Bromobenzene或者chlorobenzene等等。出来的氢离子和带负电的卤素离子反应产生卤化氢。
亲电取代中呢,还有另一种反应
那就是在苯环已经连了一个烃基后的亲电取代:
此时的机理也是亲电取代,但需要注意的是,由于1位是被烃基占了,此时的2,4位会被使用。也就是说如果过量的氯气参与反应,则会生成1-methyl,2,4-dichlorobenzene,1-methyl,2,6- dichlorobenzene,1-methyl,2,4,6- dichlorobenzene。
✪这里需要知道的一个知识点是,halogenoarene(有卤素的芳香烃)中的碳-卤键比halogenoalkane(卤代烃)中的碳-卤键要强。这是因为在芳香烃中,卤素原子的一个孤对电子和大pi键slightly overlap,这就给了碳-卤键partial double bond character,所以键能就强。
这里注意区分甲苯(或者乙苯,丙苯…)和氯气在另一种条件下的反应,那就是在紫外线下的反应。如果条件是UV light和boil,那么进行的反应就不再是亲电取代,而是自由基取代(free-radical substitution),也就是烷烃和卤素在紫外线下的取代反应生成卤代烃:
本文中讲解了大家需要记住的亲电反应的过程,机理及注意事项。还有当烃基存在时的亲电取代,在不同条件下的区分。下一篇文章将为大家讲解苯环的硝化以及另一种反应:傅里德-克拉夫茨反应。
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