《有机化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十二章 芳环的反应

第十二章芳环的反应 芳环的亲电取代反应及机制 取代基对芳环亲电取代反应的影响 名环芳烃的亲电取代反应 四、芳环亲核取代反应 五、芳环取代基的反应 六、含杂原子芳环的反应

第十二章 芳环的反应 一、芳环的亲电取代反应及机制 二、取代基对芳环亲电取代反应的影响 三、多环芳烃的亲电取代反应 四、芳环亲核取代反应 五、芳环取代基的反应 六、含杂原子芳环的反应

芳环的亲电取代反应及机制 Mechanism: step1:类似烯烃,亲电试剂进攻苯 环的pi键,形成碳正离子 step2:这一步与烯烃不同,不是发 生亲核试剂对苯环进行加成,而是脱去 一个质子,回复到稳定的芳香性苯环结 构,结果是取代反应

一、芳环的亲电取代反应及机制 Mechanism: ---- Step 1: 类似烯烃，亲电试剂进攻苯 环的pi-键，形成碳正离子 ---- Step 2: 这一步与烯烃不同，不是发 生亲核试剂对苯环进行加成，而是脱去 一个质子，回复到稳定的芳香性苯环结 构，结果是取代反应

芳环的亲电取代反应及机制 Step 1: 、sW/大E E E H H e Step 2: Nu 8+E E H Nu 8+ fast

一、芳环的亲电取代反应及机制 Step 1: Step 2: H E H E H E E + + E H - H E + Nu - E Nu + E Nu slow fast

芳环的亲电取代反应及机制 Reaction coordinate diagrams: 8+E Nu H +N■ 8+ add tion product t NHe E t NIal substitution product Reaction Coordinate (progress)

一、芳环的亲电取代反应及机制 Reaction coordinate diagrams:

芳环的亲电取代反应及机制 e The five most common electrophilic aromatic substitution reactions are the following: 1. Halogenation卤代 2. Nitration硝化 3. Sulfonation磺化 ●4. Friedel-Crafts acylation烷基化 ●5. Friedel-Crafts alkylation酰基化

一、芳环的亲电取代反应及机制 The five most common electrophilic aromatic substitution reactions are the following: 1. Halogenation 卤代 2. Nitration 硝化 3. Sulfonation 磺化 4. Friedel-Crafts acylation 烷基化 5. Friedel-Crafts alkylation 酰基化

芳环的亲电取代反应及机制 ●以上几种亲电取代反应仅亲电试剂不同 eCI-CI+-"ACl Br-Brt--FeBr+ .*NO2, SO33 . R, or R-CiI+-AlCl3, RC=O

一、芳环的亲电取代反应及机制 以上几种亲电取代反应仅亲电试剂不同： Cl-Cl+ - -AlCl3 , Br-Br+ - -FeBr3 , I+ +NO2 , SO3 , R+ , or R-Cl+ - -AlCl3 , RC+=O

芳环的亲电取代反应及机制 ● Activated Electrophiles(亲电试剂的活化) Cation formation by reaction of an elcerophile with an aromatic ring is accompanied by the loss of aromatic stabilization.正离子的形成伴随着芳香性的丧失 Therefore, the electrophile that can effect aromatic subsitution of benzene must be more reactive than those addition to alkenes.因此, 与苯环反应的亲电试剂需要更高的反应活性

一、芳环的亲电取代反应及机制 Activated Electrophiles （亲电试剂的活化） —— Cation formation by reaction of an elcerophile with an aromatic ring is accompanied by the loss of aromatic stabilization. 正离子的形成伴随着芳香性的丧失 —— Therefore, the electrophile that can effect aromatic subsitution of benzene must be more reactive than those addition to alkenes. 因此， 与苯环反应的亲电试剂需要更高的反应活性

芳环的亲电取代反应及机制 e1 Halogenation(Cl-, Br-) CI-CI AlCl3 CI-CI'-AICl3 SOW Cl-Cl-AICl3 Cl/+ Cl-AICl3 ●: B can be AlcI4, fast: B ●orC|l c +hB

一、芳环的亲电取代反应及机制 1. Halogenation ( Cl-, Br- ) :B can be -AlCl4 , or -Cl Cl-Cl + AlCl3 Cl-Cl + - -AlCl3 Cl fast : B + HB C l H + slow Cl-Cl+ - -AlCl3 + Cl-AlCl 3

芳环的亲电取代反应及机制 2. Halogenation (-) oxidizing agent 2I+2c ●3. Nitration HO-NO2+ H-OSO3H HO-NO2=NO2+H0: t HsO4

一、芳环的亲电取代反应及机制 2. Halogenation ( I- ) 3. Nitration I2 oxidizing agent 2 I + + 2 e -

芳环的亲电取代反应及机制 4, Sulfonation -a reversible reaction HO-s-OH Ho-s-OHH0-s-OH O-S-OH SO3 Ho-s团+H2o

一、芳环的亲电取代反应及机制 4. Sulfonation ---- reversible reaction