当前课程知识点：有机化学 > 6 芳烃 > 6.2 苯环上的亲电取代反应 > Video
同学们 大家好
今天要讲的是苯环上的亲电取代反应
苯环上碳的p轨道彼此平行
形成一个闭合的大π键
π电子云分布在苯环平面的上方和下方
所以苯环是一个富含π电子的区域
因此苯环很容易受到亲电试剂的进攻
那么它是发生加成还是取代呢
下面就对这两种反应进行比较
亲电试剂靠近苯环
生成碳正离子活性中间体
如果亲核试剂进攻苯环上的氢
发生的就是亲电取代反应
得到的取代产物具有完整的苯环
有芳香性 稳定性大
如果亲核试剂直接进攻带有正电荷的碳
发生的就是加成反应
生成的加成产物没有苯环结构
产物没有芳香性 稳定性小
从这点上说
苯容易发生亲电取代反应
事实上
苯确实容易和很多试剂发生亲电取代反应
例如苯的卤化反应
氯甲基化反应 磺化 硝化
傅克烷基化 傅克酰基化反应
都是亲电取代反应
下面我们来一一学习这些亲电取代反应
首先来看苯的硝化反应
苯和浓硝酸 浓硫酸共热
硝基取代苯环上的氢
生成硝基苯的反应叫做硝化反应
其中浓硝酸和浓硫酸被称为混酸
苯环上的第二个亲电取代反应是磺化反应
苯和浓硫酸或发烟硫酸共热
磺酸基取代苯环上的氢
生成苯磺酸的反应叫做磺化反应
磺化反应的产物苯磺酸与水蒸气共热
可去掉磺酸基
因此我们说苯的磺化反应是可逆反应
利用磺化反应的可逆性
可以用磺酸基占据苯环上的某个位置
防止该位置上的氢被其他基团取代
第三个亲电取代反应是苯环的卤化反应
苯与卤素在催化剂
例如三卤化铁 铁粉 三卤化铝等催化下
卤素取代苯环上的氢
生成卤苯的反应就叫作卤化反应
例如苯和氯在三氯化铁或铁催化下生成氯苯
苯和溴在催化剂催化下生成溴苯的反应
都属于卤化反应
卤素与苯发生卤化反应时
反应活性从大到小依次是
氟 氯 溴 碘
其中氟反应太剧烈
很难控制
一般不用氟和苯直接反应
而碘呢
反应活性又太小
很难和苯反应
所以通常苯的卤化反应主要是指氯和溴
苯环上的第四个亲电取代反应是傅克烷基化反应
比如卤代烷和苯环在催化剂催化下
烷基取代苯的反应就属于烷基化反应
例如苯和氯代甲烷在三氯化铝催化下
甲基取代苯环上的氢
生成甲苯的反应就叫做傅克烷基化反应
傅克烷基化反应中提供烷基的试剂
例如卤代烷称为烷基化试剂
除此之外烯和醇
也可以和苯发生烷基化反应
常用的催化剂有氯化铝 氯化铁 氟化硼等
例如苯和乙烯在氯化铝催化下
乙基取代苯 生成乙基苯
苯和乙醇在氯化铝催化下生成乙基苯
这些反应都是傅克烷基化反应
氯代甲烷 乙烯 乙醇等都称为烷基化试剂
卤代烃与苯发生烷基化反应的活性
从大到小依次是
碘代烷 溴代烷 氯代烷 氟代烷
关于傅克烷基化反应 大家要注意的是
烷基化试剂碳原子数大于等于3时
发生异构
例如苯和正丙基氯在三氯化铝催化下
除了生成正常的产物正丙基苯
它占了30%之外
还有另外一种产物异丙基苯
占了70%
也就是说异构的产物是主产物
另外 当苯环上有硝基等吸电子基时
不发生烷基化反应
例如硝基苯和氯代甲烷
在三氯化铝催化下就不会发生反应
接下来要学习的是傅克酰基化反应
苯和酰氯或者是酸酐
在氯化铝或三氯化铁催化下
酰基取代苯环上的氢
生成芳香酮的反应叫做酰基化反应
其中酰氯或酸酐为苯环提供酰基
生成芳香酮的反应叫做酰基化反应
其中酰氯或酸酐为苯环提供酰基
因此 酰氯或酸酐称为酰基化试剂
常用的催化剂有氯化铝或者三氯化铁
例如苯和乙酰氯在三氯化铝催化下
生成苯乙酮的反应
乙酰基取代了苯环上的氢
关于傅克酰基化反应
大家要注意的有两点
第一 傅克酰基化反应不异构化 不会重排
第二 苯环上有硝基等吸电子基时
不发生酰基化反应
利用苯环上的酰基化反应
可以制备长链的烷基苯
例如由苯制备正丁基苯
如果直接通过傅克烷基化反应
不能在苯环上引入正丁基
但是大家都知道
傅克酰基化反应不会发生重排
不会异构
因此我们可以让苯发生酰基化反应
例如苯和丁酰氯反应
在苯环上引入一个丁酰基
然后再通过用锌汞齐和盐酸
让羰基发生克莱门森还原
把羰基还原成亚甲基
经过苯环的酰基化反应和克莱门森还原
这两步反应
就可以在苯环上引入像正丁基这样的直链烷基
环上的另外一个亲电取代反应是氯甲基化反应
苯和甲醛 浓盐酸 无水氯化锌作用
氯甲基取代苯环上的氢
生成氯甲基苯或者是叫苄基氯
这个反应呢和傅克烷基化
傅克酰基化反应有共同的地方就是
苯环上如果有硝基等吸电子基时
也不发生氯甲基化反应
关于苯环上的亲电取代反应
今天就讲到这里
再见
-1.1 有机化合物与有机化学
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-2.1 碳原子轨道的杂化
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-2.1 碳原子轨道的杂化--作业
-2.2 烷烃的同分异构
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-2.2 烷烃的同分异构--作业
-2.3 烷烃的构象
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-2.3 烷烃的构象--作业
-2.4 烷烃的系统命名
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-2.4 烷烃的系统命名--作业
-2.5 烷烃的卤化
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-2.5 烷烃的卤化--作业
-3.1 烯烃的结构（sp2杂化）
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-3.1 烯烃的结构（sp2杂化）--作业
-3.2 烯烃的异构与命名
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-3.2 烯烃的异构与命名--作业
-3.3 烯烃与溴的加成反应 （含机理）
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-3.3 烯烃与溴的加成反应 （含机理）--作业
-3.4 烯烃与卤化氢的加成反应（含马氏与反马机理）
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-3.4 烯烃与卤化氢的加成反应（含马氏与反马机理）--作业
-3.5 烯烃的氧化与还原
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-3.5 烯烃的氧化与还原--作业
-4.1 炔烃的结构（sp杂化）
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-4.2 炔烃的加成反应（亲电与亲核）
--Video
-4.3 炔烃的还原与氧化
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-4.4 端基炔的化学反应
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-4.5 共轭二烯烃的特性
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-4.6 共轭效应
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-4.7 共振论及其应用
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-5.1 脂环烃的分类与命名
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-5.1 脂环烃的分类与命名--作业
-5.2 环烷烃的化学反应
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-5.2 环烷烃的化学反应--作业
-5.3 脂环烃的结构与稳定性
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-5.3 脂环烃的结构与稳定性--作业
-5.4 环己烷的构象
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-5.4 环己烷的构象--作业
-5.5 取代环己烷的构象
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-5.5 取代环己烷的构象--作业
-6.1 苯的结构和芳烃命名
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-6.1 苯的结构和芳烃命名--作业
-6.2 苯环上的亲电取代反应
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-6.2 苯环上的亲电取代反应--作业
-6.3 苯环上亲电取代反应机理
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-6.3 苯环上亲电取代反应机理--作业
-6.4 烷基苯侧链上的反应
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-6.4 烷基苯侧链上的反应--作业
-6.5 取代基的定位效应
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-6.5 取代基的定位效应--作业
-6.6 定位效应的解释
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-6.6 定位效应的解释--作业
-6.7 定位效应的应用
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-6.7 定位效应的应用--作业
-6.8 稠环芳烃的结构和化学反应
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-6.8 稠环芳烃的结构和化学反应--作业
-6.9 休克尔规则和非苯芳香体系
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-7.1 同分异构体的分类
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-7.2 分子的对称因素与手性
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-7.3 旋光性与比旋光度
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-7.4 对映异构体的书写方法与构型标记
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-8.1 卤代烃的结构与化学性质
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-8.2 亲核取代反应机理（SN1和SN2）
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-8.3 影响亲核取代反应的因素
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-8.4 消去反应机理（E1和E2）
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-8.5 影响消去反应的因素
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-8.6 格氏试剂的制备与应用
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-9.1 醇的取代反应
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-9.1 醇的取代反应--作业
-9.2 醇的消去反应
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-9.2 醇的消去反应--作业
-9.3 醇的氧化反应
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-9.3 醇的氧化反应--作业
-9.4 酚的化学反应
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-9.4 酚的化学反应--作业
-9.5 醚的化学反应
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-9.5 醚的化学反应--作业
-10.1 HCN与醛酮的反应
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-10.1 HCN与醛酮的反应--作业
-10.2 半缩醛和缩醛
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-10.2 半缩醛和缩醛--作业
-10.3 氨的衍生物与醛酮的反应
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-10.3 氨的衍生物与醛酮的反应--作业
-10.4 NaHSO3与醛酮的反应
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-10.4 NaHSO3与醛酮的反应--作业
-10.5 Grignard与醛酮的反应
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-10.5 Grignard与醛酮的反应--作业
-10.6 羟醛缩合反应
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-10.6 羟醛缩合反应--作业
-10.7 碘仿反应
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-10.7 碘仿反应--作业
-10.8 醛酮的氧化与还原
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-10.8 醛酮的氧化与还原--作业
-11.1 羧酸的酸性（结构对酸性的影响）
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-11.1 羧酸的酸性（结构对酸性的影响）--作业
-11.2 羧酸衍生物的生成
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-11.2 羧酸衍生物的生成--作业
-11.3 羧酸的氧化与还原
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-11.3 羧酸的氧化与还原--作业
-11.4 脱羧反应
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-11.4 脱羧反应--作业
-11.5 Claisen酯缩合反应
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-11.5 Claisen酯缩合反应--作业
-11.6 酯的亲核加成消除反应 （酯的水解）
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-11.6 酯的亲核加成消除反应 （酯的水解）--作业
-11.7 丙二酸二乙酯的结构与性质
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-11.7 丙二酸二乙酯的结构与性质--作业
-12.1 羟基酸的脱水反应
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-12.1 羟基酸的脱水反应--作业
-12.2 a-羟基酸的分解反应
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-12.2 a-羟基酸的分解反应--作业
-12.3 羰基酸的脱羧反应
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-12.3 羰基酸的脱羧反应--作业
-12.4 β-二羰基化合物酮式和烯醇式的互变异构
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-12.4 β-二羰基化合物酮式和烯醇式的互变异构--作业
-12.5 β-二羰基化合物的烃化和酰化反应
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-12.5 β-二羰基化合物的烃化和酰化反应--作业
-13.1 胺的碱性
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-13.2 Hinsberg反应
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-13.3 胺与亚硝酸的反应
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-13.4 季铵碱的霍夫曼（Hoffmann）消除
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-13.5 重氮盐的合成与化学性质
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-13.6 芳基重氮盐的偶合反应
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-14.1 五元芳杂环化合物结构与化学性质
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-14.1 五元芳杂环化合物结构与化学性质--作业
-14.2 六元杂环化合物的结构与化学性质
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-14.2 六元杂环化合物的结构与化学性质--作业
-考试题--作业
