一、定位基分類與定位效應解析:
苯環(huán)上已有的取代基叫做定位取代基。
1、鄰對位定位取代基
?、俑拍睿寒敱江h(huán)上已帶有這類定位取代基時,再引入的其它基團主要進入它的鄰位或?qū)ξ?,而且第二個取代基的進入一般比沒有這個取代基(即苯)時容易,或者說這個取代基使苯環(huán)活化。
?、谔卣鳎哼@類取代基中直接連于苯環(huán)上的原子多數(shù)具有未共用電子對,并不含有雙鍵或三鍵。
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-N(CH3)2,-NH2,-OH,-OCH3,-NHCOCH3,-R,(Cl,Br,I)
二甲氨基氨基羥基甲氧基乙酰氨基烷基鹵素
2、間位定位取代基
①定義:當苯環(huán)上己有在這類定位取代基時,再引入的其它基團主要進入它的間位,而且第二個取代基的進入比苯要難,或者說這個取代基使苯環(huán)鈍化。
?、谔卣鳎喝〈兄苯优c苯環(huán)相連的原子,有的帶有正電荷,有的含有雙鍵或三鍵。
?、鄱ㄎ恍聪铝写涡蚨鴿u減:
-N+(CH3)3,-NO2,-CN,-SO3H,-CHO,-COOH
三甲銨基硝基氰基磺酸基醛基羧基
3、取代定位規(guī)律并不是絕對的。實際上在生成鄰位及對位產(chǎn)物的同時,也有少量間位產(chǎn)物生成。在生成間位產(chǎn)物的同時,也有少量的鄰位和對位產(chǎn)物生成。
4、苯環(huán)的取代定位規(guī)律的解釋
當苯環(huán)上連有定位取代基時,苯環(huán)上電子云密度的分布就發(fā)生變化。這種影響可沿著苯環(huán)的共軛鏈傳遞。因此共軛鏈上就出現(xiàn)電子云密度較大和電子云密度較小的交替現(xiàn)象,從而使它表現(xiàn)出定位效應。
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鄰對位定位取代基除鹵素外,其它的多是斥電子的基團,能使定位取代基的鄰對位的碳原子的電子云密度增高,所以親電試劑容易進攻這兩個位置的碳原子。
鹵素和苯環(huán)相連時,與苯酚羥基相似,也有方向相反的吸電子誘導和共軛兩種效應。但在此情況下,誘導效應占優(yōu)勢,使苯環(huán)上電子云密度降低,苯環(huán)鈍化,故親電取代反應比苯難。但共軛使間位電子云密度降低的程度比鄰對位更明顯,所以取代反應主要在鄰對位進行。
?、陂g位定位基的定位效應:
這類定位取代基是吸電子的基團,使苯環(huán)上的電子云移向這些基團,因此苯環(huán)上的電子云密度降低。這樣,對苯環(huán)起了鈍化作用,所以較苯難于進行親電取代反應。
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鄰對位中間體均有一種穩(wěn)定的共振式(鄰對位定位基的影響)。
在間位定位基的影響下,在三個可能的碳正離子中間體中,鄰對位共振式中正電荷是在連有吸電子基的碳上,它使碳正離子中間體更不穩(wěn)定。所以間位碳正離子中間體是最有利的。
二、二取代苯的定位規(guī)律
如果苯環(huán)上已經(jīng)有了兩個取代基,當引入第三個取代基時,影響第三個取代基進入的位置的因素較多。醫(yī)學教育|網(wǎng)收集整理定性地說,兩個取代基對反應活性的影響有加和性。
1.苯環(huán)上已有兩個鄰對位定位取代基或兩個間位定位取代基,當這兩個定位取代基的定位方向有矛盾時,第三個取代基進入的位置,主要由定位作用較強的一個來決定。
2.苯環(huán)上己有一個鄰對位定位取代基和一個間位定位取代基,且二者的定位方向相反,這時主要由鄰對位定位取代基來決定第三個取代基進入的位置。
3.兩個定位取代基在苯環(huán)的1位和3位時,由于空間位阻的關(guān)系,第三個取代基在2位發(fā)生取代反應的比例較小。
三、苯環(huán)上取代定位規(guī)律的應用
主要意義:預測反應的主產(chǎn)物,幫助我們選擇適當?shù)暮铣陕肪€,少走彎路;既能獲得較高的收率,又可避免復雜的分離手續(xù)。