苯环上取代基的定位效应及其应用(苯环上取代基定位规则)

说说高中化学没有完全详细讲清楚的苯环上取代基定位效应

芳香族化合物是高考的重点，其中苯环的取代反应比较常见，本文对苯环的取代反应做出总结与概括，给出定位效应，并对其的应用进行了阐述.

具有亲电性的缺电子的物种如正离子，易被极化的双原 子分子如卤素

等称为亲电试剂，苯环上的H被亲 电试剂(下称取代基)取代的反应称为亲电取代。苯环上新导 入的取代基的位置主要与原有取代基的性质有关，我们把原有的取代基称为定位基，这一性质称为定位效应。高中化学中有很多有关苯环上亲电取代定位效应的例子，如苯酚和液溴反应生成2，4，6－三溴苯酚，甲苯和浓硝酸反应制取TNT等。

第一类邻、对位定位基，主要使反应易于进行，并使新导 入基进入苯环的邻位和对位。

第二类间位定位基，主要使反应难于进行，并使新导入基 进入苯环的间位。

第三类定位基，既使反应较难进行，又使新基导入邻位和对位。

根据原有取代基对新基的定位作用，可把定位基归纳为 两大类：

(1) 邻、对位定位基，又称为o(ortho)、p(pgra)定位基，它使新基主要进入它的邻位和对位(o＋p＞60%)。

一般使苯环活化，亲电取代反应易于进行，但卤素等例外。

(2) 间位定位基，又称m(meta)定位基，它使新基主要 进入它的间位(m＞40%)，同时使苯环钝化，亲电取代反应较难进行。

二、定位效应的理论解释

对芳环上的亲电取代反应来说，芳环上电子云密度高，有利于亲电试剂的进攻.芳环上取代基的电子效应直接影响了 芳环上电子云密度，取代基通常通过诱导效应和共轭效应两 种方式来影响芳环上的电子云密度。

如果直接与芳环相连的原子或原子团有比碳原子更强的电负性，则通过σ键传递表现为吸电子诱导效应.如原子或原子团的电负性比碳原子小，则表现为给电子的诱导效应。

共轭效应是指当取代基上p(或π)轨道和苯环上的p 轨道交盖形成更大的共轭体系时，如原子或原子团通过共轭 作用使苯环上电子云密度增加，表现为给电子共轭效应，如使苯环电子云密度降低，表现为吸电子共轭效应。

取代基往往同时既具有诱导效应，又具有共轭效应。诱导效应的方向和共轭效应的方向可以相同，也可以相反，它们作 用的总结果直接与芳环上亲电取代反应的反应活性有关。取 代基使芳环上的电子云密度增加的，有利于亲电取代反应，反应活性比苯环大，这类取代基称为致活基团。若取代基使芳环 上的电子云密度降低的，则不利于亲电取代反应，反应活性比 苯环小，这类取代基称为致钝基团。

常见的活化基团有:－O－、－OH、－OR、－NH2(NHR、NR2)、－NHCOR、－OOR、－R； 钝化基团有：一NO2、 —CHO、—COR、－COOH 、—Cl、－CCl3等。一般而言，直接与芳环相连的原子上带正电荷或具 有重键的杂原子基固均属钝化基团。

一般来说，邻对位定位基都是推电子的活化基团(齒素除外)，可向苯环供电子使苯环的π电子云密度增加，有利于亲电取代反应的进行，但邻位和对位的电子云密度比间位增加得多些。

卤素因p轨道上的未共电子对能分散σ络合物中碳正离子的正电荷，也属邻、对位定位基团(但属弱钝化基团)。

当R为吸电子的钝化基团时，亲电试剂进攻R的间位所生成的中间体(σ络合物相对比较稳定，其中没有吸电子的R与带正电荷的碳原子直接相连的极限式。所以吸电子取代基 (除卤素外)在芳环的亲电取代反应中表现为间位定位基。

通常，直接与芳环相连的原子是具有未共用电子对的取 代基或烷基时，表现为邻、对位定位基，这些定位基团活化苯 环的强弱顺序大体上为：

—O－ ＞—NR2＞—NH2＞—OH＞—OR＞－NHCOR＞－OCOR＞—R＞—X

而直接与芳环相连的基团(如一CF3 )是由具有较大的电负性，或具重键的杂原子，或带正电荷的原子构成的取代基时，表现为间位定位基，这类定位基团钝化苯环的强弱顺序大体上为：

温馨提示：通过以上关于说说高中化学没有完全详细讲清楚的苯环上取代基定位效应内容介绍后，相信大家有新的了解，更希望可以对你有所帮助。