。ǘ)化學性質
由于苯及同系物分子中都含有苯環(huán),故它們的化學性質與飽和烴具有明顯的不同,具有特殊的“芳香性”。主要表現(xiàn)在取代、加成和氧化反應上,其中以取代反應為重要。
1.取代反應
在一定條件下,苯環(huán)上的氫原子易被其它的原子或原子團取代。
。1)鹵代反應:在鐵粉或鹵化鐵的催化下,氯或溴原子可取代苯環(huán)上的氫,主要生成氯苯或溴苯。
在同樣的催化劑存在時,苯的同系物與鹵素的反應比苯容易。一烷基苯與鹵素反應主要是鹵素取代烷基的鄰位或對位上的氫原子。
如果不用催化劑,而是在日光或加熱的條件下甲苯與氯氣反應,則取代不是發(fā)生在苯環(huán)上,而是發(fā)生在側鏈上,即甲基上的氫逐個地被氧化(自由基取代)。
每步反應都有氯化氫身生成。如果控制氯氣的量,可以使反應停止在生成氯化芐的階段。
在光照下,乙苯與氯的反應得到一個混合物。一般說來,在進行自由基鹵代時,α-H比β-H容易被取代。乙苯與溴在日光下反應時,α-溴乙苯幾乎是唯一產(chǎn)物,表明了自由基溴代時,溴對不同氫原子取代的選擇性。
(2)硝化反應苯與濃硝酸及濃硫酸的混合物(混熱)共熱后,苯環(huán)上的氫原子被硝基(-NO2)取代,生成硝基苯。
在有機化合物分子中引入硝基的反應叫做硝化反應。
硝基苯不易繼續(xù)硝化。如果用發(fā)煙硝酸和濃硫酸在95℃時,硝基苯可轉變?yōu)殚g二硝基苯。
所以當苯環(huán)上帶有硝基時,再引入第二個硝基到苯環(huán)上就比較困難;或者說,硝基苯進行硝化反應比苯要難。此外,第二個硝基主要是進入苯環(huán)上原有硝基的間位。
苯的同系物發(fā)生硝化反應時比苯要容易。硝基主要進入烷基的鄰位及對位。
如果反應溫度為50℃時,鄰及對硝基甲苯繼續(xù)硝化,主要得2,4-二硝基甲苯,后者在100℃時進一步反應,生成2,4,6-三硝基甲苯(INT),它是一種重要的炸藥。
(3)磺化反應 苯與濃硫酸在75-80℃或發(fā)煙硫酸(SO3+濃H2SO4)在40℃時反應。苯環(huán)上的氫原子被磺酸基(-SO3H)取代,生成苯磺酸。
在有機化合物分子中引入磺酸基的反應叫做磺化反應。
苯磺酸繼續(xù)磺化時,需要用發(fā)煙硫酸及較高溫度,產(chǎn)生主要為間苯二磺酸。可見,苯環(huán)上已有了磺基后,再引入第二個磺基時比苯要難,而且第二個磺基主要進入原來磺基的間位。醫(yī).學.全.在線.網(wǎng).站.提供
苯的同系物的磺化反應比苯容易進行。例如,甲苯與濃硫酸在常溫下即可發(fā)發(fā)生碘化反應,主要產(chǎn)生是鄰及對苯磺酸。如在100-120℃時反應,則對甲苯酸為主要產(chǎn)生。
碘酸是有機強酸,易溶于水,其酸性可與無機強酸相比。
。4)傅-克反應:芳香烴在無水ALCL3作用下,環(huán)上的氫原子也能被烷基和;〈。這是一個制備烷基烴和芳香酮的方法,稱為傅瑞德爾-克拉夫慈反應,簡稱傅-克反應。
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② 酰化反應:
常用的;噭┦酋{u,此外還可以用酸酐。
2.氧化反應
苯環(huán)本身很穩(wěn)定,在一般情況下難以氧化。苯的同系物則能與一些氧化劑(如重鉻酸鉀的酸性溶液、高錳酸鉀溶液)反應。這時,苯環(huán)的側鏈被氧化,只要側鏈上有α-H,無論側鏈烷基長短如何,都被氧化為與苯相連的羧基。
叔丁基苯不含α-H,在上述條件下不被氧化。
在劇烈的條件下和催化劑存在時,苯環(huán)才被破壞。例如:
3.加成反應
環(huán)苯在一般條件下不容易發(fā)生加成反應。當在催化劑、高溫或光的影響下,也可加成。
溴與苯可進行類似反應。
苯的同系物與鹵素在日光下,不發(fā)生加成反應,而是在側鏈上取代。