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  • 商品分类: 芳香烃
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上海沪峥生物科技有限公司

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  • 主营类目:芳香烃
  • 所在地区:上海市上海城区浦东新区懿行路971弄

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产品详情

苯的多元亲电取代是指二元取代苯或含有更多取代基的苯衍生物进行亲电取代反应,其中最简单的是二元取代苯的进一步取代。和苯的二元取代一样,苯环上已有的取代基对新进入苯环的取代基也有定位作用。二元或多元取代苯的定位问题比一元取代苯复杂。总的来说,最终反映出来的定位作用实际上是苯环上已有取代基的综合作用,若已有取代基的定位作用一致,则它们的作用可以互相加强。
两个取代基中间的位置一般不易进入新基团。
当已有取代基的定位作用不一致时,可参照下列经验规则:
(1)多数情况下,活化基团的作用超过钝化基团的作用。
(2)强活化基团的影响比弱活化基团的影响大。
(3)两个基团的定位能力没有太大差别时,主要得到混合物。
巧妙地利用取代基的定位效应,合理地确定取代基进入苯环的先后次序可以有效地合成芳香族化合物。例如,由苯合成邻硝基氯苯要先氯化后硝化,而合成间硝基氧苯则要先硝化而后氯化。又如,用甲苯制备3-硝基-5-溴苯甲酸时,因为三个取代基互为间位,因此要优先引入间位定位基,即要先氧化,再硝化,最后溴化。而用甲苯制备2,4一二硝基苯甲酸,则要先硝化再氧化。
除取代基的定位效应外,反应温度、溶剂、催化剂、新进入取代基的极性、体积等众多因素对取代基进入苯环的位置也都有影响。例如,甲苯在不同温度下进行磺化,所得产物中各异构体的产率如下所示:
反应温度/℃
邻/%
对/%
间/%
100
13
79
8
0
50
43
4
又如溴苯分别用三氯化铝和三氯化铁做催化剂进行溴化,所得异构体的产率分别为:
催化剂
邻/%
对/%
间/%
AlCl3
8
62
30
FeCl3
13
85
2
再如溴苯氯化,产物中邻、对、间位异构体分别为:42%,51%.7%;随着进入基团体积的增大,邻位异构体产量减少,对位异构体增多,这主要是空间效应的结果。因此在进行反应和合成时,要全面考虑问题。

亲电取代反应

在正常情况下,萘比苯更易发生典型的芳香亲电取代反应,硝化和卤化反应主要发生在α位上。
由于萘十分活泼,溴化反应不用催化剂就可进行,氯化反应也只需在弱催化剂作用下就能发生。
为什么取代反应主要发生在α位上?共振理论认为:取代基进攻α位形成的碳正离子中间体有两个稳定的含有完整苯环结构的极限式,而进攻卢位形成的碳正离子中间体只有一个稳定的含有完整苯环结构的极限式,所以前者比后者稳定。显然,稳定碳正离子相对应的过渡态势能也相对较低,所以进攻α位,反应活化能较小,反应速率快。
在发生可逆的磺化反应时,进入的位置和外界的条件很有关系。低温时,口氢先被取代,当温度升高后,再转移到较稳定的p位上,这结果表明α-萘磺酸的生成是受动力学控制的,而β-萘磺酸的生成是受热力学控制的。
上述现象表明,与萘的硝化、卤化反应一样,生成α-萘磺酸比生成β-萘磺酸活化能低,低温条件下提供能量较少,所以主要生成α-萘磺酸。但磺化反应是可逆的,由于,α-磺基与异环的α-H处于平行位置,空阻较大,不稳定,随着反应温度升高,α-萘磺酸的增多,α-磺化反应的逆向速率将逐渐增加;另外,温度升高也有利于提供β-磺化反应所需的活化能,使其反应速率也加大,β-磺基与邻近的氢距离较大,稳定性好,其逆向反应速率很慢,所以α-萘磺酸逐渐转变成β-萘磺酸。
萘的酰化反应既可以在α位发生,也可以在β位发生,反应产物与温度和溶剂很有关系。
一取代萘进行亲电反应时,第一取代基(G)也有定位效应,卤素以外的邻对位取代基使环活化,因此取代反应主要在同环发生。
如果第一取代基(G)在β位时,有时6位也能发生取代反应,因为6位也可以被认为是G的对位。
间位取代基使环钝化,因此取代反应主要发生在异环的α位。
但是,磺化和傅一克反应常在6,7位发生,生成热力学稳定产物。
蒽比苯、萘更易发生亲电取代反应,除磺化反应在1位发生外,硝化、卤化、酰化时均得9-取代蒽,取代产物中常伴随有加成产物。
菲的9,10的化学活性很高,取代首先在9,10位发生。
此外菲的1,2,3,4,10和5,6,7,8,9是对应的,所以应有五种一元取代产物。


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