定位规则多环及非苯
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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。
苯环上的定位规则一、引言苯环是有机化合物中最基本的结构之一,由六个碳原子构成一个六角形的环。
在有机化学中,苯环上的取代基对于化合物的性质和反应具有重要影响。
因此,苯环上的定位规则是有机化学中非常重要的一部分。
二、苯环上的基本结构苯环由六个碳原子组成,每个碳原子都与两个相邻的碳原子相连,并且每个碳原子都与一个氢原子相连。
这样的结构被称为“芳香性”,因为它具有类似于芳香物质(如香料)的气味。
三、苯环上的取代基在苯环上,氢原子可以被其他官能团所取代,这些官能团被称为“取代基”。
常见的取代基包括甲基、乙基、羟基、氨基等。
四、苯环上的定位规则1. 取代位置编号法在苯环上,每个碳原子都可以被视为一个编号点。
按照国际惯例,我们把其中一个碳原子标记为1号点,并按照顺时针方向依次标记2号点到6号点。
当一个取代基出现在苯环上时,我们可以使用“取代位置编号法”来确定它的位置。
具体方法如下:(1)找到取代基所连接的碳原子。
(2)将这个碳原子视为一个编号点。
(3)从这个点开始顺时针方向数第几个碳原子,就把这个取代基标记为“第几号位”。
例如,苯环上有一个甲基取代基连接在2号碳原子上,则我们可以称之为“2-甲基苯”。
2. 位移法位移法是一种简便的定位规则。
当苯环上只有一个取代基时,我们可以直接使用位移法来确定它的位置。
具体方法如下:(1)将苯环中所有氢原子视为等同的。
(2)将取代基视为一个“整体”,并根据其对氢化学位移的影响,判断其在NMR谱图中出现的位置。
例如,苯环上有一个甲基取代基,则它会使相邻氢原子化学位移发生变化,从而在NMR谱图中出现两个不同的峰。
通过测量这些峰的化学位移差值并与标准值进行比较,我们就可以确定甲基所处的位置。
3. 取代效应苯环上不同位置的取代基对化合物的性质和反应有不同的影响,这种影响被称为“取代效应”。
一般来说,取代基对苯环的稳定性、反应活性和化学位移等都有影响。
例如,取代基越多,苯环就越稳定;而取代基的位置也会影响苯环上其他官能团的反应活性。