当前课程知识点：有机化学 > 6 芳烃 > 6.5 取代基的定位效应 > Video
同学们 大家好
今天要讲的是取代基的定位效应
通过前面的学习我们已经知道
苯环容易发生亲电取代反应
但是苯的一取代产物只有一种
如果苯环上有取代基
例如G取代的苯
在发生硝化反应时
它的产物会有几种呢
理论上取代的苯在发生硝化反应时
它的取代产物会有三种
邻位氢被硝基取代的产物
对位氢被硝基取代的产物
间位氢被硝基取代的产物
当苯环上连有不同基团时
生成的产物会有什么样的特点
苯环上的亲电取代反应活性又会有什么样的变化
下面我们来看一些例子
如果苯环上的取代基是甲基
在硝化反应时
邻位取代产物占了58%
对位取代产物有38%
间位取代产物只有4%
如果取代基是氯
邻位取代产物是30%
对位取代产物是70%
间位取代产物量非常少 几乎没有
如果取代基是硝基
邻位和对位的取代产物只有6%和1%
而间位取代产物是93%
从这些数据可以看出
当苯环上连有甲基 氯这样的基团时
它的取代产物主要是邻位取代和对位取代的产物
如果苯环上连的是硝基这样的基团时
它的取代产物主要是间位取代的产物
从这些反应可以看出
苯环上的取代基影响了亲电试剂的取代位置
也就是说影响了取代产物
我们把取代基影响取代位置的现象
叫做取代基的定位效应
取代基除了影响取代位置之外
对苯环上的亲电取代反应活性也有影响
例如
苯在硝化时的反应速度是1
那甲苯的反应速度是25
很明显
甲苯的反应速度比苯的反应速度快
说明甲基使苯环上的亲电取代反应活性增大了
而氯苯和硝基苯的亲电取代反应速度比苯慢
说明氯和硝基使苯环上的亲电取代反应活性减小了
从这些反应事实可以看出来
苯环上原有的取代基
对亲电取代的反应的影响包含两方面
对苯环上的亲电取代反应活性有影响
对取代位置有影响
根据取代基对苯环上亲电取代反应活性的影响结果
取代基可以分为两类
致活基团和致钝基团
如果取代基使苯环的亲电取代反应活性增大
我们把这种基团叫作致活基团
如果取代基使苯环的亲电取代反应活性降低
那把这种基团叫作致钝基团
例如甲苯的亲电取代反应速度比苯大
说明甲基使苯环上的亲电取代反应活性增大了
因此甲基就属于致活基团
而氯苯和硝基苯的取代反应都比苯慢
说明氯和硝基使苯环上的亲电取代反应活性降低了
因此 把氯和硝基称为致钝基团
根据取代基对取代位置的影响结果
取代基可以分为邻 对位定位基和间位定位基两类
例如甲苯在发生亲电取代反应时
主产物是邻位产物和对位产物
就把甲基称为邻 对位定位基
氯苯在发生亲电取代反应时
其主产物也是邻位产物和对位产物
所以氯也属于邻 对位定位基
硝基苯发生亲电取代反应时
其主要产物是间位产物
所以把硝基称为间位定位基
如果把取代基对亲电取代活性的影响
和对取代位置的影响综合考虑的话
取代基可以分为三类
一类是像甲基这样的
从定位效果上来说
是邻 对位定位基
从影响反应活性上来说是致活基
而氯呢
从定位效果上来说是邻 对位定位基
从影响反应活性上来说氯是钝化基
硝基是一个间位定位基
又是一个钝化基
下面来看一些常见的这三类取代基
像氧负离子 氨基 烷氧基等这样的基团
属于致活的邻 对位定位基
当苯环上连有这些基团时
发生亲电取代反应的主产物是邻位产物和对位产物
而且这些基团会使苯环的亲电取代反应活性增大
所以是致活基团
在这些基团中
前面几个基团的活化能力强
属于强致活基团
中间两个致活能力中等
属于中致活
烃基和芳基的活化能力比较弱
属于中致活
烃基和芳基的活化能力比较弱
属于弱致活基团
这些基团从右往左致活能力增强
定位能力增强
第二类是致钝的邻 对位定位基
常见的致钝的邻 对位定位基是
氟 氯 溴 碘
当苯环上连有氟 氯 溴 碘时
亲电取代反应活性降低
比苯的亲电取代反应速度慢
主要产物是邻位产物和对位产物
因为氟 氯 溴 碘的钝化能力比较弱
所以它们属于弱钝化基
第三类是致钝的间位定位基
这些基团都属于致钝的间位定位基
当苯环上连有这些基团时
反应活性减小
当苯环上连有这些基团时
反应活性减小
生成的主要产物是间位产物
这些基团从右往左致钝能力增强
定位能力增强
从这些常见的的邻 对位定位基和间位定位基
大家可以看出来
邻 对位定位基的特点
与苯环相连的原子
要么带负电荷
或者与苯环直接相连的原子有孤对电子
或者与苯环相连的是烃基
间位定位基的特点是
与苯环相连的基团带正电荷
或者与苯环相连的基团是强吸电子基
或者与苯环相连的基团是含有碳氧双键
硫氧双键这样的极性不饱和键
关于取代基的定位效应
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）
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-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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-10.1 HCN与醛酮的反应
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-10.2 半缩醛和缩醛
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-10.3 氨的衍生物与醛酮的反应
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-10.4 NaHSO3与醛酮的反应
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-10.5 Grignard与醛酮的反应
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-10.6 羟醛缩合反应
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-10.7 碘仿反应
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-10.8 醛酮的氧化与还原
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-11.1 羧酸的酸性（结构对酸性的影响）
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-11.2 羧酸衍生物的生成
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-11.3 羧酸的氧化与还原
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-11.4 脱羧反应
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-11.5 Claisen酯缩合反应
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-11.6 酯的亲核加成消除反应 （酯的水解）
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-11.7 丙二酸二乙酯的结构与性质
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-12.1 羟基酸的脱水反应
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-12.2 a-羟基酸的分解反应
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-12.3 羰基酸的脱羧反应
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-12.4 β-二羰基化合物酮式和烯醇式的互变异构
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-12.5 β-二羰基化合物的烃化和酰化反应
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-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
