苯环上取代反应的定位规则
1. 邻、对位定位基。这类定位基的结构特征是定位基中与苯环直接相连的原子不含不饱和键(芳烃基例外),不带正电荷,且多数具有未共用电子对。常见的邻、对位定位基及其反应活性(相对苯而言)如下:
强致活基团:―NH2(―NHR,―NR2),―OH
中致活基团:―OCH3(―OR),―NHCOCH3(-NHCOR)
弱致活基团:―ph(―Ar),―CH3(-R)
弱致钝基团:―F,―Cl,―Br,―I 这类定位基多数使亲电取代反应较苯容易进行,但卤素例外。
2. 间位定位基。这类定位基的结构特征是定位基中与苯环直接相连的原子一般都含有不饱和键(-CX3例外)或带正电荷。常见的间位定位基及其定位效应从强到弱顺序如下: ―N+H3,―N+R3,―NO2,―CF3,―CCl3,―CN,―SO3H,―COH,―COR,―COOH, ―COOR,―CONH2等。这类定位基属致钝基团,通常使苯环上亲电取代反应较苯难进行,且排在越前面的定位基,定位效应越强,反应也越难进行。
二元取代苯的定位规则
苯环上已有两个取代基时,第三个取代基进入苯环的位置就决定于原有的这两个取代基的性质。一般可分为两种情况:
1. 苯环上原有的两个取代基的定位作用一致,则仍按上述规则进行。
2. 环上原有的两个取代基的定位作用不一致,又可再分为两种情况:
①环上原有取代基为同类定位基,则第三个取代基进入苯环的位置取决于定位效应强的取代基。
②环上原有取代基非同类定位基,则第三个取代基进入苯环的位置取决于邻、对位定位基。
甲苯的取代
反应条件: 铁粉或三卤化铁做催化剂与卤族单质的纯净物反应,(溴水不能反应,只能萃取)
原理: 卤素原子取代苯环上的H(主要为邻对位,间位极少)
苯酚的取代
反应条件: 溴水
原理: 卤素原子取代苯环上的邻对位C上的H
对甲基苯酚与溴水反应(位置取决于羟基,且为溴水反应)
应当溴只能取代邻对位C上的H,对位无H,两个邻位对称,所以对甲基苯酚与溴水反应得到的一溴产物只有一种。
邻甲基苯酚与溴水反应(位置取决于羟基,且为溴水反应)
应当溴只能取代邻对位C上的H,对位1种,邻位有1个无H,一个邻位有H,所以邻甲基苯酚与溴水反应得到的一溴产物有两种。