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📜  卤代芳烃的反应

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:56:14.251000             🧑  作者: Mango

卤代芳烃的反应

你知道卤代芳烃可以由海洋生物产生吗？海洋生物可以利用海水中的氯化物和溴化物来生产卤代芳烃。它们已被公认为提供多种治疗品质。因此，无论是人工的还是自然的，卤代芳烃都会发生各种反应。让我们更详细地了解卤代芳烃的概念反应！

卤代芳烃

Ar – H + X ⇢ Ar – X + H

卤代芳烃具有通式 Ar-X ，其中 Ar 表示芳基，X 表示卤素原子。

卤代芳烃的反应

卤代芳烃或芳基卤化物反应可分为三类：

  1. 亲电取代反应
  2. 亲核取代反应
  3. 与金属反应

卤代芳烃的亲电取代反应

寻找电子的物种被称为亲电体。在有机化合物中，亲电试剂在亲电取代过程中取代了另一个亲电试剂。苯环的亲电过程，如卤化、硝化、磺化和傅克反应，都是在卤代芳烃上进行的。我们将分别介绍每一个，但首先，让我们看看 Haloarenes 如何对亲电试剂的攻击作出反应：

  1. 由于卤素的吸电子倾向，苯环对亲电取代反应略微失活。
  2. 由于其不同的共振模式，环的邻位和对位比间位有更多的电子或负电荷。因此，卤代芳烃作为亲电取代反应的 o- 和 p- 指令起作用。

由于上述因素，卤代芳烃在亲电取代反应中的活性低于常规苯环。因此，与苯相比，这些反应更慢，需要更极端的条件。

  • 卤化：卤代芳烃在溶剂存在下与氯反应生成卤代芳烃（例如氯化铁）。氯分子带有少量正电荷并趋于极性。结果，氯作为亲电子试剂，攻击化合物的富电子邻位和对位。

卤化

该反应将形成邻位和对位化合物。反应的主要结果将是对位异构体，而次要产物将是邻位异构体。在以下示例中，氯苯与路易斯酸相互作用以产生二卤代苯的邻位和对位替代物。

  • 硝化作用：由于分子中存在两个带负电的氧原子，NO 2首先由硝酸生成，它是由硫酸的存在开始的； NO 2在N 上有一个亲电子中心。富电子的邻位和对位被NO 2攻击，产生对位异构体作为主要产物，邻位异构体作为次要产物。

硝化

磺化： SO 3在磺化过程中是亲电子试剂。在邻位和对位位置，它针对富含电子的卤代烯。反应生成对和邻氯苯磺酸，对异构体是主要产物，邻异构体是次要产物。

磺化

  • 傅克反应：由于碳原子中存在正电荷，这种情况下的亲电子试剂是烷基和丙酮基团。有两种类型的傅克反应：

Friedel-Crafts 烷基化反应：

傅克烷基化

傅克酰化反应：

傅克酰化

卤代芳烃的亲核取代反应

对于卤代芳烃，亲核取代反应很棘手。然而，在某些条件下，卤代芳烃会经历亲核取代过程。以下是卤代芳烃在亲核取代反应字符减少或不反应的主要原因：

  • 羟基起取代作用：卤代芳烃在300大气压下用氢氧化钠水溶液加热至623K时，卤原子被羟基取代，生成酚盐。当用稀盐酸酸化酚盐时，会产生苯酚。

  • 共振效应：在卤代芳烃的情况下，苯环的 π - 电子与卤代芳烃结构中的卤原子共轭。由于这种共振，CX 键会形成部分双键。卤代芳烃比卤代烷更难部分双键断裂。结果，卤代芳烃难以被亲核试剂裂解，并且在亲核取代反应中具有较低的反应性。

共振的例子

在 CX 键中，碳原子杂化的差异。在卤代芳烃的情况下，卤素基团的成员与sp 2杂化碳原子结合。另一方面，在卤代烷烃中，卤素与sp 3杂化碳原子结合。与 sp 3 C 相比， sp 2 C 具有更强的 s字符。因此，sp 2 C 比 sp 3 C 更具电负性。

因此，sp 2 C 更擅长从 CX 键中去除电子并将它们保持在靠近自身的位置。结果，卤代芳烃和卤代烷烃之间的键长更短。长度越短的键越强。例如，在卤代烷中，C-Cl 键长为 177 pm，而在卤代芳烃中为 169 pm。

卤代芳烃与金属的反应

金属以有限的方式与卤代芳烃发生反应。有两个主要反应：

  • 拟合反应：芳基取代卤代芳烃中的卤原子。当金属钠在无水醚存在下加热时，会生成二芳基化合物。合适的反应就是我们所说的。

拟合反应

在该反应中，使用无水乙醚使卤代芳烃混合物与钠反应。二芳基是最终结果。

  • Wurtz-Fitting 反应：当卤代芳烃的卤原子在钠存在下在卤代烷醚溶液中加热时，卤代芳烃的卤原子被烷基取代，从而形成高级芳烃。

Wurtz拟合反应

在无水醚和钠存在下，烷基卤化物的组合与芳基卤化物相互作用。烷基芳烃是成品。

示例问题

问题 1：定义卤代芳烃。

回答：

问题 2：什么导致卤代芳烃发生亲电取代？

回答：

问题 3：为什么卤代芳烃的亲核取代如此困难？

回答：

问题4：解释芳香亲核取代反应的机理。

回答：

问题5：为什么卤代芳烃具有邻位对位效应？

回答：

问题 6：有哪些类型的傅克反应？

回答：