高中化學選修5:苯環上的取代反應不一般

2021-01-20 高中學習幫

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我們對於取代反應並不陌生,下面我們來看以下三個苯環上的取代反應:

第一個是苯進行的取代反應,苯環上六個氫被取代的機會是均等的所以產物只有一種;而第二個反應則是反應前在苯環已經有了一個取代基(—CH3),如果再引入一個取代基就有鄰、間、對三種可能,而從產物所佔的比例來看,鄰位和對位的產物較多,而間位的產物已經很少;第三個反應則是反應前在苯環上已經有了一個硝基(—NO2),從反應的結果來看是間位產物是主要產物。從以上反應我們不難看出不同的取代基對於第二個取代基的位置影響是不同的。也就是說,苯環上原有的取代基的性質對新取代基進入苯環的位置起著支配作用,這種支配作用稱為該取代基的定位效應。

許多實驗結果表明,苯環上原有的取代基(也稱定位基)對親電取代反應有兩種效應:①定位效應,決定第二個取代基導入苯環的位置;②致活或致鈍效應,決定親電取代反應的難易,反應速度的快慢。如甲苯硝化的速度為苯的25倍,而硝基苯繼續硝化的速度為苯的6×10-8倍 。即甲基使苯環活化,而硝基使苯環鈍化。

因此,按所得取代產物的不同組成來劃分,可以把苯環上的取代基分為鄰對位定位基和間位定位基兩類:

  (1)鄰對位定位基(第一類定位基),使新導入的取代基主要進入它的鄰位和對位,並且使苯環活化(滷素除外),(o- + p-)產物>60%的定位基稱為鄰對位定位基。

例如:O-

(2) 間位定位基(第二類定位基),使新導入的取代基主要進入它的間位,並使苯環鈍化,較難起親電取代反應,m-產物>40%的稱為間位定位基。

例如:

在這裡,還必須說明的是,定位效應只能說明主要產物,少量次要產物是不可避免的。

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