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第 11 章。芳香族化合物

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1. 芳香度

2. 苯衍生物命名法

3. 苯性质

4. 反应 1. 亲电芳香族取代

5. 反应 2. 亲核芳香族取代

6. 反应 3. 其他反应

7. 取代基效应

8. 芳香侧链效应

9. 合成方法

1.芳香度

⑴ 芳香性：能量远低于预期，反应活性显着改变，这与芳香取代基效应有关。

⑵ 休克尔法则：满足四个条件即可实现芳香性

①环形结构

○ 原因：环结构有利于p轨道重叠

② 平面结构

○ 环辛四烯不是平面的，因此不是芳香族的

○ 然而，用 2eq K 处理环辛四烯会产生具有 10 个 π 电子的平面结构

③ 构成平面环的所有原子必须满足共轭

④ p轨道中的π电子数必须为4n + 2，其中n = 0, 1, 2, …

○ 与形成平面环的条件有关（例如，环辛四烯不是平面的，因此不是芳香族的）

○ 2π系统有环应变，因此6π系统更常见

⑶ 弗罗斯特圆（多边形法则）

① 为给定的环结构画内切圆

② 相对于圆心位于下方的 MO 为键合 MO，位于上方的 MO 为反键合 MO，位于圆心高度处的 MO 为非键合 MO。

③ 如果反键MO中没有电子且没有不成对电子，则满足芳香性。

⑷ 示例

图 1. 苯、吡啶、吡咯

① 苯：满足休克尔规则

② 吡啶：满足休克尔法则。氮的孤电子对不参与共振，充当弱碱

③ 吡咯：满足休克尔法则。氮的孤电子对参与共振，缺乏碱性

⑸ 反芳香性、非芳香性

①反芳香性：仅π电子数条件由休克尔规则中的4n+2变为4n，不满足休克尔规则，不具有芳香性。

② 环辛四烯有 4n 个 π 电子（n=2），但并非所有碳都位于同一平面，使其成为非芳香族，而不是反芳香族。

③ 具有芳香性仅发生取代反应，而具有反芳香性或非芳香性则仅发生加成反应，与烯烃类似

⑹【判断芳香度的Python代码】(https://jb243.github.io/pages/2396)

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2. 苯衍生物命名法

⑴ 取代基命名

⑵ 编号

① 如果只有一个取代基，则不指定编号。

② 排列数字，使具有较高优先级官能团的碳原子具有较低的数字。

○ 具有最高优先级官能团的碳原子编号为1。

③ 如果可以进行多重编号，则以具有相同优先官能团的碳原子的编号最少的方式分配编号。> ④ 即使如此，如果可能有多种情况，取代基应按字母顺序编号，按字母顺序排列在前的取代基的编号较小。

图 2. 1-溴-2-氯-4-乙基-5-硝基苯

⑤ 对于1,2-取代，使用ortho(o-)；对于 1,3-取代，使用 meta(m-)；对于 1,4-取代，请使用 para(p-)。

⑶ 后缀命名：使用IUPAC认可的通用名称

① 如果主要官能团是羧酸（-COOH）：《···+苯甲酸》

② 如果主要官能团是醛（-CHO）：《···+苯甲醛》

③ 如果主要官能团是-COMe：《···+苯乙酮》

④ 如果主要官能团是羟基（-OH）：《···+苯酚》

⑤ 如果主要官能团是氨基（-NH₂）：《··· + 苯胺》

⑥ 如果主要官能团是醚（-OMe）：《··· + 苯甲醚》

⑦ 如果主要官能团是甲基（-CH₃）：《··· + 甲苯》

⑧ 其他：氯苯、苯乙烯、叔丁基苯、邻二甲苯、间二甲苯、异丙苯、硝基苯、苯甲腈、均三甲苯、邻甲酚、间甲酚

⑷ 全名命名

① 按字母顺序重新排列具有同等优先级的组

② 名称为《(取代基位置-取代基名称)_n+主链+后缀》

⑸ 当苯环作为取代基时

① 如果烷基取代基的碳原子数小于苯的碳原子数，则将烷基视为取代基。

② 如果烷基取代基的碳原子数等于或大于苯，则将苯视为取代基，表示为苯基(= Ph, Φ)

○ 示例：2-苯基己烷（= n -己基苯）

③ 如果存在更高优先级的官能团（如烯烃），则苯被视为取代基

⑹ 萘、蒽、菲命名法

图 3. 萘命名法

图 4. 蒽命名法

图 5. 菲命名法

⑺ 杂芳族命名法

图 6. 吡咯命名法

图 7. 咪唑命名法

图 8. 呋喃命名法

图 9. 吡啶命名法

图 10. 噻吩命名法

图 11. 嘧啶命名法

图 12. 喹啉命名法

图 13. 异喹啉命名法

图 14. 二苯并-对-二恶英命名法

图 15. Azulene 命名法

图 16. 芴命名法

图 17. 苯并呋喃命名法

3。苯性质

⑴凯库勒结构：单双键可互换，所有键长相同

① C-C单键长度：154 pm

② C=C 双键长度：134 pm

③苯的碳-碳键长：139 pm，所有碳-碳键长相同

⑵ 加氢焓低于预期

图 18. 苯的氢化焓低于预期

① 环己烯的能量比环己烷多 28.6 kcal/mol (= 118 kJ/mol)。

② 1,3-环己二烯的能量比环己烷高230 kJ/mol。

③ 230 kJ/mol 和 236 kJ/mol (= 118 × 2) 之间的不匹配是由共振稳定引起的。

④ 苯的能量比环己烷多 49.8 kcal/mol (= 206 kJ/mol)。

⑤上图中36 kcal/mol（=152 kJ/mol）代表苯的共振稳定能

⑶ 苯的反应活性低：与烯烃或炔烃不同，苯的反应难以引发

① 例外1. 在高温高压下反应生成环己烷

○ H₂ / 镍

○ H₂, Pt, 乙醇, 130 atm, 25 ℃

○ H₂、Rh/C、乙醇、1 atm、25℃

② 例外2. 例外2：催化氘化反应：在高温高压下，苯与D₂、Rh/C条件下发生反应，导致氘原子syn加成到苯上。

⑷ 苯的稳定性：当取代基给予电子时，苯变得不稳定；退出时，变得更加稳定

图 19. 苯、硝基苯

① 示例：硝基苯比苯更稳定且能级更低

4。反应 1. 亲电芳香取代

⑴ 概述：卤化、磺化、硝化、酰化、烷基化、过氧化物

① 缩写为EAS。

② 苯是弱亲核试剂

③ 使用高反应性亲电子试剂 E⁺ 进行亲电反应

○ 芳烃离子 E⁺ 的形成是速率决定步骤

④ 使用催化剂在反应体系内生成E⁺

⑤ 趋势 1. 随着电子密度的增加，苯环在 EAS 中表现更好

○ 在异喹啉中，含氮环中的碳原子的电子密度较低，因此反应首先发生在不含氮的芳香环中。

⑥ 倾向2. 苯＜噻吩＜呋喃＜吡咯

○ 芳香性：苯＞噻吩＞吡咯＞呋喃

⑵ 反应1. 卤化

① 1-1. 苯卤化：（式） X₂ + FeX₃ → FeX₄^- + X⁺

图 20. 苯卤化机理

○ 氟化：反应速度非常快。使用F-TEDA-BF₄作为试剂可以改善反应

○ 碘化：反应慢。用硝酸处理可以增强芳香族化合物的亲电性。

② 1-2. 呋喃卤化：二恶烷/0℃下反应» ○ ortho 取向比 para 取向占主导地位的原因是因为 ortho 取向具有更多数量的共振贡献者。

图 21. 呋喃卤化

③ 1-3. NBS和NIS介导的定向卤化反应：NBS和NIS分别充当Br和I供体。

⑶ 反应2. 磺化

① 2-1. 苯磺化：（式） H₂SO₄ + H₂SO₄ → SO₃H⁺ + HSO₄^- + H₂O

○ 催化剂：使用SO₃

图 22. 苯磺化机理

② 2-2. 呋喃磺化：在 100°C 下用吡啶/二氯乙烷进行

图 23. 呋喃的磺化

○ ortho 取向比 para 取向占主导地位的原因是因为 ortho 取向具有更多数量的共振贡献者。

③ 特点

○ 唯一可逆的亲电芳香取代 (EAS) 反应：这使得它可以用作 EAS 芳香族化合物的保护反应。

○ 磺化反应在浓H₂SO₄中进行。

○ 在稀H₂SO₄中发生脱磺反应。

○ 碱熔：在带有磺酰基的苯中，在NaOH和加热条件下，SO₃H基团被SO₃取代，并附上一个OH基团。

⑷ 反应3. 硝化

① 3-1. 苯硝化：（式） HONO₂ + H₂SO₄ → NO₂⁺ + HSO₄^- + H₂O

○ 在高浓度H₂SO₄和HNO₃中反应进行良好

○ 使用HNO₃ / H₂SO₄以外的NO2BF4试剂也可以实现反应

○ (式1) H₂ / Pd 将-NO₂ 基团转化为-NH₂ 基团

○ (式2) Sn / HCl 将-NO₂ 基团转化为-NH₂ 基团

○ 有机化学实验

○ 首先通入浓硝酸和浓硫酸，冷却至室温，打开回流装置

○ 调节温度抑制二硝化

图 24. 苯硝化机理

② 3-2. 呋喃硝化：HNO₃/酸酐下反应

图 25. 呋喃硝化

⑸ 反应 4. 弗里德尔-克来福特酰化

①概述：酰基表示为RCO^-

② 4-1. 苯酰化：（式） RCOCl + AlCl₃ → RCO⁺ + AlCl₄^-

图 26. 苯酰化机制

○ AlCl₃ 被消耗并且不用作催化剂

○ 乙烯基碳正离子（酰基离子）高度不稳定，通过不同的共振结构快速相互转化

图 27. 乙烯基碳正离子的共振

> ③ 4-2. 呋喃酰化：酸酐/BF₃下的反应

图 28. 呋喃酰化

④ 4-3. 荧光素的合成：邻苯二甲酸酐与2×间苯二酚反应→荧光素（催化剂：ZnCl₂）

图 29. 荧光素的合成

⑤ 4-4. 加特曼-科赫反应

○ 通过普通的傅克酰化反应在苯中引入甲酰基（-CHO）是不可行的

○ 在HCl和路易斯酸的压力下，苯可以与CO反应，导致甲酰基取代。

⑥ 4-5. 白氯甲基化

○ 反应物：苯、甲醛

○ 试剂：HCl、ZnCl₂

○ 产品：1-(氯甲基)苯

⑦ 4-6. Fries重排反应

○ 苯酚 + RCOCl: O-酰化

○ 苯酚 + RCOCl + AlCl₃: C-酰化（Friedel-Crafts 酰化）

○ Fries重排反应通过重排反应将O-酰化产物转化为C-酰化产物。

⑧ 限制

○ 问题1： 卤代乙烯和卤代芳基不能作为底物：碳正离子高度不稳定，导致反应活性低。

○ 问题2： 被强吸电子基团（EWG）取代的芳环不会发生酰化反应。

○ 问题 3： 例外的是，尽管用 EDG 替代，但苯胺不发生反应。

○ 原因： 苯胺中的-NH₂基团与AlCl₃和酸反应，转化为-N⁺H₂AlCl₃，成为强EWG。

⑹ 反应5： 弗里德尔-克来福特烷基化

① （反应） RCl + AlCl₃ → R⁺ + AlCl₄^-

② 机制

图30. 苯烷基化机理

○ 重排反应可按R⁺→R*⁺的方式进行。

○ 对于仲烷基氟化物和叔烷基氟化物，使用SbF<sub5</sub>（五氟化锑，超强酸）代替AlCl₃。

③ 局限性

○ 问题1： 重排反应： Friedel-Crafts酰化不涉及重排反应。

○ 问题2： 卤代乙烯和卤代芳基不能作为底物：碳正离子高度不稳定，导致反应活性低。

○ 问题3： 具有强吸电子基团（EWG）的芳环不会发生烷基化和酰化。

○ 问题 4： 苯胺尽管是给电子基团 (EDG)，但不会发生反应。

○ 原因： 苯胺中的-NH₂基团与AlCl₃和酸反应，转化为-N⁺H₂AlCl₃，成为强EWG。

○ 问题5： 多次烷基化反应：这是因为苯的EAS反应性随着添加更多的烷基而增加。

⑺ 反应6： 弗里德尔-克拉夫茨芳基化

① （反应） 除去-OH基团并连接芳香环

图 31. CF₃SO₃H Friedel-Crafts 芳基化

⑻ 反应7： SnCl₄-催化EAS

图 32. SnCl₄ 催化的 EAS

⑼ 反应8： 过氧化物（例如，(CH₃CO)₂O（乙酸酐））⑽ 反应9： 其他碳-碳偶联反应

① 使用[有机金属试剂]的碳-碳偶联反应(https://jb243.github.io/pages/1401#2-organoMetallic-reagents)

○ 格氏试剂

○ 烷基锂试剂

○ 吉尔曼试剂

② Stille偶联：钯催化剂、有机锡

③根岸偶联：钯催化剂、有机锌

④ Heck耦合（Heck反应）

○ （反应） 当卤代烯烃或卤代芳烃在钯催化剂和碱下与乙烯基-H（即连接到烯烃上的氢）反应时，乙烯基-H会被R基团取代，并释放出HX。例如，如果反应物是卤代芳烃，则苯基将被取代。

图 33. 赫克耦合

○ 底物：乙烯基卤化物、芳基卤化物、杂环卤化物、苄基卤化物、三氟甲磺酸酯（CF₃SO₂O、三氟甲磺酸酯）

○ 钯催化剂：Pd(OAc)₂（最常用）、P(o-tolyl)₃、(CH₃CH₂)₃N等。

○ 碱类：Et₃N、NaOAc、NaHCO₃、KOAc

○ 溶剂：极性非质子溶剂如DMF、CH₃CN、DMSO，用于溶解Pd(OAc)₂。

○ 配体：Ph₃P 常用作与 Pd(0) 配位的配体

○ 机理：方形平面Pd(Ⅱ)中间体的形成

○ 高区域选择性：主要发生在乙烯基-H 取代较少的一侧（由于空间效应）

○ 高立体选择性：仅获得_反式_产物

○ 卤化物的反应活性：I > Br > Cl

○ 双键取代较少（由于空间效应），反应速度更快，产率更高

⑤ 铃木联轴器

○ （式） 有机硼试剂在钯催化剂和碱的作用下与卤代烷发生碳-碳偶联反应。

○ 卤代烷基：卤乙烯（三氟甲磺酸酯）、卤炔基、卤代芳基。

○ 钯催化剂：联芳基膦配体XPhos（XPhos Pd G4）等

○ 机理：由三个阶段组成——氧化加成（快）、金属转移（慢）、还原消除（慢）。

图 34. 铃木耦合机构

○ 例1.格氏联轴器和铃木联轴器的应用：

图35. 格氏联轴器和铃木联轴器的应用

○ 实施例 2. 芳基硼酸和芳基溴的 Suzuki 偶联：

图 36. 芳基硼酸和芳基溴的 Suzuki 偶联。

⑥桧山偶联：钯催化剂、有机硅烷

⑦ Kumada偶联：钯催化剂、格氏试剂

⑧ 山田联轴器

⑾ 反应10： 其他碳氮偶联反应

①钯催化剂下苯胺衍生物与芳基溴的偶联反应

○ 钯催化剂：AlPhos连接钯二聚体等

○ 其他条件：DBU 在 THF 中，50°C

图37. 苯胺衍生物与芳基溴在钯催化剂下的偶联反应

5。反应 2. 亲核芳香取代 (S_NAr) 反应

⑴ 概述> ① 不类似 S_N2

○ 原因 1： 苯基会产生空间位阻。

○ 原因 2： 卤素基团由于共振而表现出类双键特征。

○ 原因3： sp²碳具有很强的结合强度。

② 非S_N1-like：苯基阳离子不稳定。

⑵ 反应1：添加后的消除反应

① 1-1. 一般加成-消除反应

图38. 加成-消除反应

○ 将亲核试剂加成到卤素位置，然后释放卤素基团。

○ 中间体称为meisenheimer。

○ 迈森海默的形成是决定速率的步骤

○ 与 EAS 相比，当 EWG 定向为邻位或对位时，反应更容易发生。

○ 卤素基团的反应速率比较：由于吸电子效应，较大的电负性使中间体稳定。

○ F ≫ Cl > Br ≫ I

② 1-2. 奇奇巴宾反应

⑶ 反应2：消除后的加成反应：生成苯并

① 2-1. 一般消除-加成反应

图39. 消除-加成反应

○ 苯的特性

○ 参与三键的碳具有 sp 和 sp² 杂化的中间特征。

○ 如果存在 sp 杂化的碳，则由于 VSEPR 而形成线性结构，从而产生环应变和反芳香性。

○ 因此，苯炔的三键由1个π键、1个σ键和1个附加σ键组成。

○ 因此，当由烯烃形成苯时，新形成的 π 键是 sp²-sp² 轨道重叠的结果。

图 40. 苯炔键合的概念

○ 将碱加成到卤代苯中会形成苯炔。

○ 常用碱：KNH₂、NaNH₂

○ 消除后加成反应的特点

○ 苯炔中间体的形成是速率决定步骤。

○ 由于难以除去氢，因此可以观察动力学同位素效应。

○ 卤族元素作为离去基团离去越容易，反应速度越快。

○ F ＜ Cl ＜ Br ＜ I

○ 对于苯炔，亲核和亲电子碳的测定仅考虑取代基的给电子或吸电子诱导作用。

○ 示例：-OMe是给电子基团（EDG），但在评估苯炔的稳定性时，不存在共振效应，因此仅由于诱导效应而被认为是吸电子基团（EWG）。

○ 取代基出现在 EWG 的元方向中。

○ 苯有两个取代基时消除后的加成反应

○ 当两个取代基是_邻_或_间_时：_间_取代。

○ 当两个取代基为对位时：吸电子效应时为​​对位取代，给电子效应时为​​间位取代。

② 2-2. 苯中的狄尔斯-阿尔德反应

③ 2-3. 其他合成苯的方法

○ 氟源：CsF、TBAF、TBAT、TMAF

○ 镁/四氢呋喃

○ 应用反硝化反应

6。反应 3. 其他反应

⑴ 亲电芳香加成反应> ① 随着环尺寸的增加，每个环损失的共振稳定能减少，使得加成反应成为可能。

② 蒽和菲可以在9位和10位发生亲电芳香加成反应。

⑵ 芳香族侧链氧化反应

① (反应 1) 1. KMnO₄, OH^-, Δ, 2. H⁺：含氢苄基碳转化为 -COOH

② （反应2） KMnO₄、Na₂Cr₂O₇、H₂Cr₂O₇、H₂ClO₄：含氢苄基碳转化为-COOH

③ (反应3) CF₃CO₃H：氨基氧化成硝基

⑶苯胺

① 重氮化反应

○ （反应1） 苯胺与HNO₂ / H₂SO₄反应生成重氮苯（官能团：-N₂⁺）。

○ (反应2) 苯胺 + NaNO₂, HCl, 0 ℃ → 重氮苯

○ 机构

图41. 重氮化反应机理

○ 特别形成亚硝鎓离子 (⁺N=O) 作为中间体

○ 与硝化条件不同 HNO₃ / H₂SO₄

○ 反应 1. 桑德迈尔反应

○ Ph-N₂⁺ + CuBr → Ph-Br + N₂ (g)

○ Ph-N₂⁺ + KI → Ph-I + N₂ (g)

○ Ph-N₂⁺ + CuCeqN → Ph-CeqN + N₂ (g)

○ Ph-N₂⁺ + H₃O⁺ → Ph-OH + HCl + N₂ (g)（条件：Δ）

○ Ph-N₂⁺ + CuCl → Ph-Cl + N₂ (g)

○ Ph-N₂⁺ + Cu₂O、Cu(NO₃)₂、H₂O → Ph-OH + N₂ (g)

○ Ph-N₂⁺ + H₃PO₂ → 苯 + N₂ (g)

○ 反应2. 席曼反应

○ Ph-N₂⁺ + HBF₄ → Ph-F + BF₃ + N₂ (g)（条件：Δ）

② 乙酰化反应

○ -NH₂ 基团是强EDG，无需催化剂即可与酸酐（R-CO-O-CO-R）反应。

○ 导致形成乙酰苯胺，这是一种酰胺。

○ 优点1. 保护-NH₂基团

○ 优点2. 降低苯胺的反应性：苯胺具有高反应性，在卤化反应中产生3-取代产物。

○ 在条件1. H₃O⁺、Δ、2. NaOH下转化为-NH₂基团

○ 在条件1下，发生酰胺水解，产生-NH₃⁺基团。

○ 在条件2下，使用NaOH转化为-NH₂基团。

⑷ 桦木减量

①试剂：1.碱金属（Na、Li等）、NH3（充当酸）、2.ROH（充当酸）

② 机制

图42. 桦木还原机构

○ 碱金属与水剧烈反应生成离子。

○ 释放自由基电子，进入苯环，发生共振。

○ 另一个电子进入，NH₃ 充当酸，以独特的方式恢复两个自由基电子。

○ 随后，ROH 催化的互变异构可能发生。> ③ （反应1） 调整双键位置，使苯环上两个相对点变成sp³。

④ （反应 2） 成为 sp³ 的位置应由 EWG 而非 EDG 定位。

○ 在该机制中，在没有双键的位点上形成碳正离子。

⑤（参考）与【炔烃的反加成反应】有相似的反应条件(https://jb243.github.io/pages/1363)

⑸ 酚的威廉姆森醚合成

① （反应） CH₃I、OH^- 条件导致 -OH 基团被 -OCH₃ 基团取代

⑹ 取代基还原反应

① 克莱门森还原

○ （式1） Zn、Fe、Ni、Hg 或 SnCl₂ / HCl 条件将苄基位置上的 NO2、酮、醛还原为 NH₂、CH₂。

○ (式2) H₂、Pt条件将苄基位上的NO2、酮、醛还原为NH₂、CH₂。

○ 酮类：C=O 中的氧与 Zn 结合 → HCl 将质子提供给碳 → Zn 氧化并向氧提供电子 → 还原

○ 共振稳定的烯烃不能被还原。

○ 羧酸和酯不能被还原。

图 43. 克莱门森还原示例

② Wolff-Kishner还原：酰基取代基还原为烷基取代基。

③ 硫缩醛 + H₂ / Raney-Ni（脱硫）：酰基取代基还原为烷基取代基

④ H₂S、NH₃、C₂H₅OH：可将间二硝基苯还原为间硝基苯胺

⑺ 苯与过氧化氢的反应

① 苯 + CF₃SO₃H + H₂O₂ → 苯酚

⑻【克莱森重排反应】(https://jb243.github.io/pages/1375)：烯丙基苯基醚作为反应物参与

⑼ 苯酚氧化反应

① 使用弗雷米盐 ((KSO₃)₂NO) 可将苯氧化为苯醌

⑽ 醌还原反应

①利用NaBH4、SnCl₂、辅酶Q，苯酚可还原为对苯二酚

7.取代基效应

⑴取代基：取代基的概念不仅仅限于芳香族化合物

① 强活化取代基：-NH₂、-NHR、-NR₂、-OH、-O-

○ 具有孤对电子的基团

② 中等活化取代基：-NHCOCH₃、-NHCOR、-OCOCH₃、-OCH₃、-OR

○ 具有孤对电子的基团，同时也具有显着的吸电子效应

③ 弱活化取代基：-R、-Phe

○ 贡献电子的团体

④ -H：苯

⑤ 弱失活取代基：-X

○ 卤素基团

⑥ 中等失活取代基：-CeqN、-SO₃H、-CO₂H、-CO₂R、-CHO、-COR

○ 乙酰基 (-COR) 的 EWG 比腈基 (-CeqN) 或磺基 (-SO3H) 弱

⑦ 强失活取代基：-CF₃、-CCl₃、-NO₂、-N⁺R₃

○ 带正电荷或-CF₃基团

○ -CF3和-NR3与EWG一样，吸电子能力较弱，但在降低反应性方面非常有效。

⑵ 活化取代基（EDG，给电子基团）：邻位取代、对位取代

① 强/中度活化取代基

○ 给电子共振效应 > 吸电子感应效应：向反应物苯提供电子，导致不稳定并增加反应活性。

○ 对于中间体，它们通过提供电子来稳定碳正离子» ○ 活化能低，反应迅速

② 弱活化取代基：向反应物苯提供电子，导致不稳定并增加反应活性。

⑶ 失活取代基（EWG，吸电子基团）

① 卤素基团：邻位取代、对位取代

○ 吸电子感应效应 > 供电子共振效应

○ F: 强电负性导致吸电子诱导效应强于给电子共振效应 → 失活

○ Cl、Br、I：由于原子周期差异导致p轨道重叠不良，孤对电子共振效应较差。例如，第三周期的 Cl 会与第二周期的碳相互作用，产生 2p-3p 轨道相互作用，与 2p-2p 相互作用相比，降低了共振效应。

○ 氟苯比其他卤代苯更具亲电子性：p-p 轨道重叠的重要性！

○ F > Cl > Br > I 就 EAS 和 SNAr 反应性而言。

○ 卤素基团在某些条件下被视为 EDG

○ 在比较各种苯衍生物的反应速率时，卤素基团被认为是EWG，导致反应速度较慢

○ 当确定卤代苯的主要产物时，得到的主要产物是邻位异构体或对位异构体，如 EDG

○ 原因：卤素中孤电子对的供电子共振效应导致邻位或对位异构体的大量产生

○ 当卤素基团与R基团竞争时，主要产物来自卤素基团的邻位或对位异构体，与R基团的位置无关。

○ 原因：在将卤素基团视为EDG的条件下，给电子效果优于R基团

② 强/中度失活取代基：元取代

○ 具有从反应物苯中夺电子的作用，使反应物稳定。

○ 对于中间体，它们从碳正离子中夺取电子，使中间体不稳定

○ 由于活化能较高，反应较慢

⑷ 大多数反应基团决定主要产物

⑸ 亲核芳香取代（S_NAr）反应

① 当离去基团（例如 X^-）和 EWG 位于 o 或 p 位时，会发生先添加亲核试剂，然后除去离去基团的反应

⑹芳香杂环化合物的判断

① 芳香杂环化合物的偶极矩

图 44. 芳香族杂环化合物的偶极矩

② 苯胺的硝化

○ 对于单取代，间位和对位取代以 1:1 的比例发生

○ 间位取代盛行的原因是，当苯胺的氮被质子化时，它充当吸电子基团（EWG）。

③ 苯并呋喃主要发生2-取代（例外）。

8.芳香侧链效应

⑴ 总结：苯基的相邻碳（苄基碳）被稳定化

⑵ 加成反应的特殊性：马尔可夫尼科夫规则的例外

⑶ S_N2取代反应的特异性

① 苯官能团稳定亲核试剂接近的过渡态，提高S_N2反应速率

○ S_N2反应速率比较：1°卤代烷 > 1°卤代烷 > 2°卤代烷 > 3°卤代烷

图 45. S_N2 反应速率比较

> ② S_N2 取代反应的选择性。

图 46. 傅克烷基化中芳族侧链对 S_N2 取代反应的选择性。

⑷ S_N1取代反应的特异性

①反应物：H₂O

② 当碳正离子位于苄基位置时，发生共振稳定。

③ 1°卤代苄可发生S_N1反应

⑸ E2消除反应的特异性

① 试剂：NaOEt

⑹ E1消除反应的特异性

① 试剂：POCl₃、吡啶

⑺ 酸碱特异性

① 能稳定共轭碱的苯环酸，酸性高

② 例如，a 的情况下，由于芳香环对共轭碱基的稳定作用，酸度增加

图 47. 酸碱特异性示例

⑻ 氧化还原反应特异性

① 氧化

○ 一般来说，不利于C-C键的氧化

○ 试剂：KMnO₄、K₂Cr₂O₇

② 减少

○ 试剂：NaBH₄、H₂O

③【克莱门森约简】(https://jb243.github.io/pages/1370#:~:text=Clemmensen%20reduction)

9。合成方法

⑴ 苯酚合成

① 实验合成版。 1

○ 步骤1. 苯 + HNO₃ → 硝基苯（催化剂：硫酸）

○ 步骤2. 硝基苯 + H₂ / Pt → 苯胺

○ 步骤3. 苯胺 + HNO₂/H₂SO₄ → 重氮苯

○ 步骤4. 重氮苯 + H₂O → 苯酚

② 实验合成版。 2

○ 步骤 1. Ph-NH₂ + HONO → Ph-N₂⁺

○ 步骤 2. Sandmeyer 反应: Ph-N₂⁺ + Cu₂O, Cu(NO₃)₂, H₂O

③工业合成

○ 【苯与过氧化氢的反应】(https://jb243.github.io/pages/1370)

○ 氯苯水解

○ 苯磺酸水解

○ 使用异丙苯合成

⑵ 科尔伯-施密特反应：合成水杨酸的反应，水杨酸是众所周知的退热药阿司匹林的前体。

① 步骤1. 苯酚→水杨酸

○ 使用钠阳离子可以允许过渡态结构，选择性地产生_ortho_产物

图 48. 科尔贝-施密特反应

② 步骤2. 水杨酸→阿司匹林

○ 水杨酸+酸酐→阿司匹林：推荐方法

○水杨酸+酯→阿司匹林：费歇尔酯化

⑶ 甲酚合成反应：以苯酚为原料合成甲酚，用作消毒剂

⑷ Reimer-Tiemann 反应

① Ph-OH + 3 KOH + CHCl₃ → 1-羟基苯甲醛

② 苯酚的邻位特异性甲酰化形成水杨醛，它是一种醛。

③ 强碱与氯仿反应，生成二氯卡宾：碱为反应物。

输入：2019.01.13 12:23

修改: 2022.02.02 12:45