第章芳香亲电和亲核取代反应

芳环上的取代反应：（1）亲电取代反应（2）亲核取代反应 一、芳环的亲电取代反应 A 、芳环上的亲电取代历程：芳香族与亲电试剂作用时，亲电试剂先与离域的π电子结合，生成π络合物，接着亲电试剂从苯环的π体系中得到两个π电子与苯环的一个碳原子形成σ键，生成σ络合物。

此时这个碳原子由sp2杂化变成sp3杂化，苯环中的六个碳原子形成的闭合共轭体系被破环，变成四个π电子离域在五个碳原子上。

根据共轭共振论的观点，σ络合物是三个碳正离子共振结构的共振杂化体，其能量比苯环高，不稳定。

它很容易从sp3杂化碳原子上失去一个质子，碳原子由sp3杂化变成sp2杂化，再形成六个π电子离域的闭合共轭体系——苯环，从而降低了苯环的能量，产物比较稳定，生成取代苯。

1、亲电试剂的产生HNO 3＋2H 2SO4NO 2+＋H 3O +＋2HSO 4-亲电试剂2、π－络合物的形成＋NO 2π－络合物23、σ－络合物的形成NO 2+HNO2σ－络合物硝基所在碳为sp 3杂化 4、消去－H ++NO 2H NO 2快B 、苯环上亲电取代反应的定位规律：从反应速度和取代基进入的位置进行考虑1、 第一类定位基(邻，对位定位基)：（除卤素外，卤素对芳环有致钝作用）具有+I 或是＋C 效应，其作用是增大芳环的电子云密度。

致活基NH 2NHR2OHORNHCROPhR致钝基F Cl BrI2、 第二类定位基（间位定位基）：具有－I 或－C 效应，使芳环上的电子云密度降低，均为致钝基NO 2NR 3COOHCOORSO 3HCNCHOCROCCl 3C 、影响亲电取代的因素：（1）芳环上取代基对于E +进入芳环位置的影响第一类定位基－邻对位定位基第二类定位基－间位定位基共振式越多， 正电荷分散程度越大，芳正离子越稳定。

（2） 动力学控制与热力学控制： α位取代－动力学控制产物； β位取代－热力学控制产物。

（3） 邻位和对位定向比：a 亲电试剂的活性越高，选择性越低。

有机化学中的芳香亲核取代与芳香亲电取代芳香亲核取代和芳香亲电取代是有机化学中的两个重要反应类型。

这两种反应是有机芳香化合物中的氢原子被置换为另一种原子或基团的过程。

本文将详细介绍芳香亲核取代和芳香亲电取代的原理、机理和应用。

一、芳香亲核取代芳香亲核取代反应是指芳香化合物中的氢原子被一个亲核试剂取代的过程。

亲核试剂可能是氢氧根离子、卤素离子、芳基负离子等。

这种反应一般需要在碱性条件下进行。

芳香亲核取代反应的机理是由共轭碳氢键的特殊性质决定的。

芳香环中的π电子可以共享给亲核试剂，而由于环上的π电子非常稳定，取代反应的活性较低，因此需要在碱性条件下进行。

常见的芳香亲核取代反应有苯酚的溴化反应、苯的硝化反应等。

苯酚的溴化反应以环境中的溴离子为亲核试剂，生成溴苯和溴化氢。

苯的硝化反应以硝酸为亲核试剂，生成硝基苯和水。

这些反应在有机合成中具有重要意义，可以用于合成药物、香料等化合物。

二、芳香亲电取代芳香亲电取代反应是指芳香化合物中的氢原子被一个亲电试剂取代的过程。

亲电试剂可能是正离子、电子不足的分子等。

这种反应一般需要在酸性条件下进行。

芳香亲电取代反应的原理是由共轭芳香体系的特殊稳定性决定的。

共轭芳香体系能够吸引亲电试剂的正电荷，使其参与反应。

芳香环上的π电子提供了稳定性和活性中心，使得亲电试剂能够与芳香化合物反应。

常见的芳香亲电取代反应有苯的硝化反应、苯的磺化反应等。

苯的硝化反应以浓硝酸为亲电试剂，在酸性条件下发生取代反应，生成硝基苯和水。

苯的磺化反应以浓硫酸为亲电试剂，生成苯磺酸和水。

这些反应在有机合成中也具有重要意义，可以用于合成各种化合物。

三、芳香亲核取代与芳香亲电取代的比较芳香亲核取代和芳香亲电取代在机理和反应条件上有明显的区别。

芳香亲核取代需要在碱性条件下进行，而芳香亲电取代需要在酸性条件下进行。

此外，芳香亲核取代的亲核试剂通常是负离子，而芳香亲电取代的亲电试剂通常是正离子或电子不足的分子。

两种反应类型在有机合成中有着不同的应用。

第六章芳香环上的取代反应芳香环上的取代反应与饱和碳原子上的取代反应相似，有亲电取代、亲核取代和自由基取代反应。

在亲电反应中进攻试剂是正离子或偶极分子中正的一端，离去基团在离去时必须失去它的电子对，它们是弱的Liews酸，最常见的离去基团是氢（以H+形式离去）。

在亲核反应中进攻试剂是负离子或具有未共用电子对的原子或基团。

离去基团在离去时以最大的可能携带其键合电子。

离去后以负离O等即为弱的碱、自由基取代反应是另子或分子的形式存在，如Br-、-OTS和H2一种情况将在以后讨论。

6-1 亲电取代反应最简单的芳环是苯环，从苯的结构可知，苯的离域π轨道使苯环六个碳原子组成的平面上下集中着带负电的电子云，对苯环碳原子起着屏蔽作用，从而不利于亲核试剂的进攻，相反却有利于亲电试剂的进攻，发生亲电取代反应。

6-1-1 反应历程1．π和σ-络合物在亲电取代反应中，无论是正离子还是极性试剂中正电荷的部分进攻芳环，首先遇到的是芳环上的π电子云，因此反应的第一步可能是进攻的亲电试剂与芳环上离域的π电子相互作用。

例如硝酰正离子进攻苯环，可能是其中氮原子的空轨道与苯环的π轨道交盖，通过π电子的离域发生微弱的结合生成π-络合物。

由于是通过电荷转移形成的，也称电荷转移络合物。

在π-络合物的形成中，芳烃作为电子的给予体，试剂作为电子的接受体，它们通过电荷转移而结合，是非常松弛的，这意味着给予体和接受体两者的分轨道都未发生明显的变化，在多数情况下，它们之间的结合是很弱的（4-20KT/mol），以至络合物的组分能够迅速地发生逆反应而复原。

例如：+II2甲苯与氯化氢生成的π络合物，即使在-78℃的低温情况下两组分之间也能很快建立平衡。

CH3+Cl H CH 3ClH若作同位素试验，用氯化氘（DCl ）代替氯化氢（HCl ）在很长的时间内也未发现D 与H 的交换。

说明亲电试剂并没有与环上任何一个碳原子发生键合作用而生成离子。

即没有C-D 键生成，故可证明没有发生D 与H 的交换。

有机化学基础知识点整理亲电芳香取代和亲核芳香取代反应有机化学基础知识点整理：亲电芳香取代和亲核芳香取代反应亲电芳香取代和亲核芳香取代反应是有机化学中常见的反应类型，它们都与芳香族化合物的反应有关。

本文将对亲电芳香取代和亲核芳香取代的基本概念、反应条件、机理和应用进行整理和探讨。

1. 亲电芳香取代亲电芳香取代反应是指在芳香环上引入一个新的官能团（通常是通过一个亲电试剂）的反应过程。

该反应发生的条件包括有合适的亲电试剂、溶剂和温度，以及适当的反应过程。

亲电试剂可以是卤素化合物、羰基化合物、硝酸酯等。

反应机理通常包括电子亲和性试剂的亲电攻击、芳香环上电子密度的变化和氢的碱性。

2. 亲电芳香取代的应用2.1 酰基化反应酰基化反应是一种常见的亲电芳香取代反应，常用的试剂为酰氯。

该反应在有机合成中广泛应用，用于引入酰基团。

2.2 硝化反应硝化反应是指芳香烃在硝化混酸的条件下引入硝基基团。

硝基芳香化合物广泛应用于药物合成、爆炸物制备和染料合成等领域。

3. 亲核芳香取代亲核芳香取代反应是指在芳香环上引入一个新的官能团（通常是通过一个亲核试剂）的反应过程。

与亲电芳香取代不同，亲核芳香取代的反应机理涉及到亲核试剂的亲核攻击和芳香环上电子密度的变化。

常见的亲核试剂有醇、氨基化合物等。

4. 亲核芳香取代的应用4.1 氢化反应氢化反应是指通过亲核试剂在芳香环上引入氢原子，形成饱和环的反应。

该反应广泛应用于工业催化反应和药物合成等领域。

4.2 氨基化反应氨基化反应是指在芳香环上引入氨基基团的反应。

该反应在药物合成和聚合物合成等领域具有重要应用。

综上所述，亲电芳香取代和亲核芳香取代是有机化学中重要的反应类型。

它们的应用广泛，对于有机合成和药物合成等领域具有重要意义。

深入理解亲电芳香取代和亲核芳香取代的基本概念、反应条件和机理，对于提高有机化学研究的水平和进一步拓宽应用领域具有重要作用。

（本文仅为示例，实际内容请根据具体要求和知识点进行撰写）。