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【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%）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-带正电的卤素进攻苯环的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+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++FeX3+HX3.硝化苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物（称混酸）反应，生成硝基苯。

浓H2SO4+HNO3（浓）（98%）+H2O50℃其反应历程如下：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+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。

苯取代基的定位效应
苯取代基的定位效应，指的是苯环上的取代基会对反应发生在苯上的位置产生一定的影响。

一、电子效应
苯环上的取代基会改变苯环的电子密度，这种改变就被称为电子效应。

电子效应可分为两种类型：电子给体效应和电子吸引效应。

1. 电子给体效应
取代基为电子给体时，它的存在会使得苯环上的电子云对它起较为弱的吸引作用，从而导致其周围苯环中的电子云较为密集。

这样，反应发生的位置往往会在给体基团的邻位或对位上。

例如，当苯环上有一个甲基（Me）取代的时候，甲基是一个电子给体，可以加强邻位或对位上的电子密度。

因此，向苯环中加入亲电试剂时，它们会在邻位或对位上进行反应。

2. 电子吸引效应
这是指苯环上的取代基为电子吸引体时，会使得周围的电子云相对稀薄。

在这种情况下，反应发生的位置通常是取代基所在的位置，即在本实例中为对位。

例如，在苯环上含有强电子吸引基硝基（NO2）时，它会强烈吸引邻位和对位上的电子云，从而使得苯环上其他位置的电子云相对稀薄。

因此，亲电试剂会选择在取代基的位置进行反应。

二、立体效应
苯环上的取代基还会影响苯上的反应位置，具体原因是取代基存在时，它们周围的空间有一定的障碍，绕过取代基需要消耗的能量会增加，因此会影响反应进展的位置。

例如，在β-溴苯乙酸甲酯的加成反应中，苯环上存在一个甲基时，它会在邻位和对位上形成立体障碍，使得反应发生在较远的对位上，从而形成β-溴苯乙酸甲酯。

总之，苯取代基的定位效应可以使得我们更加准确地设计和控制反应的位置，从而提高反应效率和成品产率。

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。

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%）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-带正电的卤素进攻苯环的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+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++FeX3+HX3.硝化苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物（称混酸）反应，生成硝基苯。

浓H2SO4+HNO3（浓）（98%）+H2O50℃其反应历程如下：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+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。

之阳早格格创做苯环上亲电与代反应的定位程序基础观念：定位基：正在举止亲电与代反当令，苯环上本有与代基，不但是效率着苯环的与代反应活性，共时决断着第二个与代基加进苯环的位子，即决断与代反应的位子.本有与代基称干定位基.一、二类定位基正在一元与代苯的亲电与代反应中，新加进的与代基不妨与代定位基的邻、间、对于位上的氢本子，死成三种同构体.如果定位基不效率，死成的产品是三种同构体的混同物，其中邻位与代物 40%（2/5）、间位与代物 40%（2/5）战对于位与代物 20%（1/5）.本量上惟有一种或者二种主要产品.比方百般一元与代苯举止硝化反应，得到下表所示的截止：排正在苯前里的与代硝化产品主假如邻位战对于位与代物，除卤苯中，其余与代苯硝化速率皆比苯快；排正在苯后里与代硝化产品主假如间位与代物，硝化速率比苯缓得多.归纳洪量真验截止，根据苯环上的与代基（定位基）正在亲电与代反应中的定位效率，普遍分为二类：第一类定位基又称邻对于位定位基：—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.二类定位基的结构特性：第一类定位基与苯环间接贯串的本子上惟有单键，且普遍有孤对于电子或者是背离子；第二类定位基与苯环间接贯串的本子上有沉键，且沉键的另一端是电背性大的元素或者戴正电荷.二类定位基中每个与代基的定位本领分歧，其强度序次近似如上列程序.苯环上亲电与代反应的定位程序二、定位程序的电子表里阐明正在一与代苯中，由于与代基的电子效力沿着苯环共轭链传播，正在环上出现了电子云稀度较大战较小的接替分集局里，果而环上诸位子举止亲电与代反应的易易程度分歧，出现二种定位效率.也不妨从一与代苯举止亲电与代反应死成的中间体σ络合物的相对于宁静性的角度举止观察，当亲电试剂 E+打击一与代时，死成三苯σ络合物：Z 分歧，死成的三种σ 络合物碳正离子的宁静性分歧，出现了二种定位效率.1．第一类定位基对于苯环的效率及其定位效力以甲基、氨基战卤素本子为例证明.甲基正在甲苯中，甲基的碳为 sp3纯化，苯环碳为 sp2纯化，sp2纯化碳的电背性比 sp3纯化碳的大，果此，甲基表示出供电子的诱导效力（A）.其余，甲基 C—H σ 键的轨讲与苯环的π 轨讲产死σ—π 超共轭体系（B）.供电诱导效力战超共轭效力的截止，苯环上电子稀度减少，更加邻、对于位减少得更多.果此，甲苯举止亲电与代反应比苯简单，而且主要爆收正在邻、对于位上.亲电试剂 E+打击甲基的邻、间、对于位子，产死三种σ 络合物中间体，三种σ 络合物碳正离子的宁静性可用共振纯化体表示：打击邻位：打击对于位：打击间位：亲电试剂打击苯死成的σ 络合物的碳正离子也不妨用共振纯化体表示：苯环上亲电与代反应的定位程序隐然，共振纯化体Ⅰ战Ⅱ比Ⅲ宁静，果为Ⅰc战Ⅱb的正电荷正在有供电基的叔碳上，较分别.而正在Ⅲ中，正电荷皆分集正在仲碳上，不宁静.所以甲基是邻对于位定位基.共振纯化体Ⅲ比Ⅳ宁静，虽然正在Ⅲ战Ⅳ中的共振极限结构式皆是正电荷分集正在仲碳上，但是甲基有供电性，使Ⅲ的正电荷不妨分别正在环战甲基上，果此，甲基活化了苯环. 从共轭效力战共振论二种瞅面分解、观察甲苯的亲电与代反应，皆得出甲基是第一类定位基、有活化苯环效率的普遍论断.氨基正在苯胺中，N—C 键为极性键，N有吸电子的诱导效力（C），使环上电子稀度缩小；但是共时氮本子有孤对于电子，与苯环产死供电的p—π共轭效力（D），使环上电子稀度减少：正在那里，共轭效力大于诱导效力，所以概括效力使是环上电子稀度减少，更加是氨基的邻位战对于位减少更多.果此，苯胺举止亲电与代反应比苯更简单，且主要爆收正在氨基的邻、对于位上.观察死成的中间体σ络合物碳正离子的宁静性也得到共样的论断.（3）卤本子卤本子比较特殊，是一类使苯环钝化的第一类定位基.以氯苯为例，正在氯苯中氯本子是强吸支电子基，强的吸电子诱导效力使苯环电子稀度落矮，比苯易举止亲电与代反应.但是氯本子与苯环又有强的供电的 p-π 共轭效力（C的2p轨讲与 Cl 的 3p 轨讲产死 p-π 共轭体系，不 C 的 2p 轨讲与 N 的 2p 轨讲产死的 p-π 共轭体系灵验），使氯本子邻、对于位上电子稀度缩小得已几，果此表示出邻对于位定位基的本量.2．第二类定位基对于苯环的效率及其定位效力以硝基苯为例证明.正在硝基苯中，硝基存留着吸电子的诱导效力（E），还存留着吸电子的π-π共轭效力（F）：那二种电子效力皆使苯环上电子稀度落矮，亲电与代反应比苯易；共轭效力的截止，使硝基的间位上电子稀度落矮得少些，表示出间位定位基的效率.亲电试剂打击硝基苯时，产死邻、间、对于三种σ 络合物中间体：打击邻位：打击对于位：打击间位：共振纯化体Ⅲ比Ⅰ战Ⅱ宁静，果为正在Ⅰ战Ⅱ中有正电荷分集正在有强吸电子基团的叔碳上的极限结构式Ⅰc战Ⅱb不宁静.果此，硝基是第二类定位基，与代反应爆收正在间位上.共振纯化体Ⅲ有强吸电子基团，与相映的苯的共振纯化体相比，Ⅲ不宁静.果此，硝基表示出钝化苯环的效率.苯环上亲电与代反应的定位程序三、对于邻、对于位产品比率的效率果素1．空间效力环上有邻对于位定位基存留时，死成邻位战对于位产品的比率与定位基战新加进基团的体积有闭系.那二种基大众积越大，空间位阻越大，邻位产品越少.烷基苯的硝化反应随着烷基的体积删大，邻位硝基苯的比率缩小.烷基硝化反当令同构体分集苯环上本有定位基稳定，随着加进基大众积删大，邻位同构体的比率也缩小.如表所示.甲基苯烷基化时同构分集2．反应温度的效率反应温度分歧，邻、对于位同构体的比率分歧.如3．催化剂的效率利用新颖催化技能，不妨统造与代基的定位效率，如使用有择型催化效率的分子筛催化乙苯的乙基化，不妨得到下采用性的对于二乙苯.工业上便是用分子筛催化合成对于二乙苯.后者催化脱氢，得到接联散苯乙烯的共散单体对于二乙烯基苯：甲苯与丙烯烷基化反应，使用分歧孔径的分子筛催化剂，分别得到间甲基同丙苯战对于甲基同丙基苯.已应用于工业死产拆置上.间甲基同丙基苯战对于甲基同丙基苯分别是造备间甲基苯酚战对于甲基苯酚的本料.四、二元与代苯的定位程序当苯环上有二个与代基时，第三个与代基加进苯环的位子，主要由本去的二个与代基的本量决断.大概上道，苯环上有二个与代基时，有三种定位情况.苯环上亲电与代反应的定位程序1．苯环上本有二个与代基对于引进第三个与代基的定位效率普遍，第三个与代基加进苯环的位子便由它们共共定位.比方，下列化合物引进第三个与代基时，第三个与代基主要加进箭头所示的位子：2．苯环上本有二个与代基，对于加进第三个与代基的定位效率纷歧致，二个与代基属共一类定位基，那时第三个与代基加进苯环的位子主要由定位效率强的与代基所决断.如果二个与代基定位效率强度较小时，得到二个定位基定位效率的混同物：3．苯环上本有二个与代基对于引进第三个与代基的定位效率纷歧致，二个与代基分歧类定位基时，那时第三个与代基加进苯环的位子主要由第一类定位基定位：正在思量第三个与代基加进苯环的位子时，除思量本有二个与代基的定位效率中，还该当思量空间位阻，如3-乙酰氨基苯甲酸的 2 位与代产品很少.五、定位程序正在有机合成上的应用应用定位程序不妨采用可止的合成门路，得到较下的产率战预防搀纯的分散历程.比方由甲苯合成间硝基苯甲酸，应采与先氧化后硝化的步调：由对于硝基甲苯合成2，4-二硝基苯甲酸，其合成门路犹如下二条：隐然第一条合成门路较合理，不妨简化分散步调，共时硝化一步反应较第二条门路的硝化一步反应易举止，果为二个与代基（—CH3，—NO2）的定位效率是普遍的. 定位程序只适用于能源教统造的反应.比方，叔丁苯正在FeCl3 催化下，与叔丁基氯反应死成对于二叔丁基苯：苯环上亲电与代反应的定位程序那与定位程序普遍，但是用过量的AlCl3为催化剂，则死成1，3，5-三叔丁基苯：那是果为正在过量强酸效率下，烷基化战脱烷基化完毕仄稳，邻、对于位烷基化快，脱烷基化也简单；间位烷基化缓，脱烷基化也较易，末尾形成热力教上宁静的均三叔丁基苯.六、闭键词汇定位基，定位程序，二类定位基，定位程序的本量阐明，二元与代苯的定位程序，定位程序的应用。

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。

苯环的亲电取代定位效应及解释
无论在药物安全、疏松材料和小分子杂化等应用中，对含芳环有机分子的理解和利用对新药研发至关重要。

芳环有机分子受结构和性质的定位是不可缺少的，它可以用来编码信息，激发兴趣，实现功能和调节活性。

目前，直接定位取代芳环有机分子一直很受欢迎，它可
以有效地改变物质的各种属性，从而发挥其功能。

苯环是最常见的可以被取代定位的芳环。

苯环的环形结构受到定位取代的影响，其变形能
力和各种可能反应的复杂性被用来描述，苯环的亲电取代定位效应是理解这种同位素特定
的取代定位效应的重要部分。

苯环的亲电取代定位效应是指当一个原子或分子从苯环的外侧引入并取代另一个原子时，
苯环的振动性质将会改变，此外，苯环碳原子上的亲电效应也会改变，这种改变可能会影
响其取代物的性质，影响取代物表现出的活性。

其实，由于定位取代物与苯环的电荷差别
不大，它们仍然可以稳定地存在于苯环之内，这是因为它们能够有效地与苯环的碳原子紧
密结合，形成定位取代物的内极性面，而变形为苯环中心的反应点提供了有利的活性。

因此，苯环的亲电取代定位效应可以帮助人们理解物质的性质变化，不仅可以有效分离和鉴定特定结构的分子，而且还可以在具体活性和性质方面有明显的影响。

因此，苯环的亲电取代定位效应对于新药研发至关重要，能够促进有机化学分子设计技术的发展。

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
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。

(完整word版)苯环上的定位基定位效应一、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：排在苯前面的取代硝化产物主要是邻位和对位取代物，除卤苯外，其它取代苯硝化速率都比苯快；排在苯后面取代硝化产物主要是间位取代物，硝化速率比苯慢得多。

归纳大量实验结果，根据苯环上的取代基（定位基）在亲电取代反应中的定位作用，一般分为两类：第一类定位基又称邻对位定位基：一O-，—N（C H3）2，—NH 2，—OH，—OCH 3，—NHCOCH 3，—OCOCH 3，—F，—Cl，—Br，—I，—R，—GH5 等。

第二类定位基又称间位定位基：一N +（CH 3）3，一NO2，一CN，—SO3H，—CHO，—COCH 3, —COOH , —COOCH3, —CONH2, —NH 等。

两类定位基的结构特征：第一类定位基与苯环直接相连的原子上只有单键，且多数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。

两类定位基中每个取代基的定位能力不同, 序。

苯环上亲电取代反应的定位规律二、定位规律的电子理论解释在一取代苯中，由于取代基的电子效应沿着苯环共轭链传递，在环上出现了电子云密度较大和较小的交替分布现象， 因而环上各位置进行亲电取代反应的难易程度不同， 出现两种定位作用。

也可以从一取代苯进行亲电取代反应生成的中间体 d 络合物的相对稳定性的角度进行考察，当亲电试剂 苯d 络合物:Z 不同，生成的三种 d 络合物碳正离子的稳定性不同，出现了两种定位作用。