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1、第一章第一章 有机合成基础有机合成基础第一节第一节 有机合成的基础知识有机合成的基础知识 有机反应中的电子效应和空间效应有机反应中的电子效应和空间效应 有机反应试剂有机反应试剂 有机反应溶剂和催化剂有机反应溶剂和催化剂 合成反应器合成反应器 有机合成反应计算有机合成反应计算第二节第二节 有机反应类型及其基本原理有机反应类型及其基本原理第三节第三节 有机催化、合成新技术有机催化、合成新技术第二节第二节 有机反应类型及其基本原理有机反应类型及其基本原理一一.有机反应的基本过程有机反应的基本过程二二.有机反应的类型有机反应的类型三三.有机反应基本原理有机反应基本原理一一.有机反应的基本过程有机反应的

2、基本过程 五个基本过程：五个基本过程：键的断裂键的断裂 键的形成键的形成 键的断裂与形成同步发生键的断裂与形成同步发生 分子内重排作用分子内重排作用 电子传递电子传递 1、键的断裂、键的断裂均裂：均裂：通过加热、光照及过氧化剂引发通过加热、光照及过氧化剂引发异裂：异裂：通过烷基化、极性试剂参与反应通过烷基化、极性试剂参与反应均裂均裂异裂异裂 两个游离基结合成键两个游离基结合成键两个游离基结合成键两个游离基结合成键两个带相反电荷的质点结合成键两个带相反电荷的质点结合成键(2)键的形成键的形成一个离子与一个中性分子成键一个离子与一个中性分子成键一个离子与一个中性分子一个离子与一个中性分子成键成键2

3、.键的形成键的形成3、断键与成键同步发生断键与成键同步发生 断裂一个单键，形成断裂一个单键，形成个单键个单键 4、分子内重排作用、分子内重排作用 基团带着一对电子迁徙（如形成带电子基团）基团带着一对电子迁徙（如形成带电子基团）基团带着原键中一个电子迁移（如形成自由基团）基团带着原键中一个电子迁移（如形成自由基团）基团迁移时不带原键中电子（如碳骨架重排）基团迁移时不带原键中电子（如碳骨架重排）基团带着一对电子迁移基团带着一对电子迁移 3，3二甲基二甲基2-丁醇脱水产物是丁醇脱水产物是2，3二甲基二甲基2丁烯丁烯 基团带着原来键中的一个电子迁移基团带着原来键中的一个电子迁移 基团迁移时不带原来的键

4、合电子基团迁移时不带原来的键合电子 5、电子传递、电子传递 Fe+十 R-0H Fe+十 RO十 OH-Fe+十 PhO-H Fe+十 PhO十 H+通过有机、无机介质进行有机氧化还原反应。通过有机、无机介质进行有机氧化还原反应。二、有机反应的分类（二、有机反应的分类（反应机理反应机理）（一）加成（一）加成包括亲电加成和亲核包括亲电加成和亲核亲电加成亲电加成 控制步骤为碳正离子中间体的形成控制步骤为碳正离子中间体的形成亲核加成亲核加成 控制步骤为亲核试剂的加成控制步骤为亲核试剂的加成（二）消除（二）消除包括包括-消除和消除和-消除消除-消除反应消除反应 相对较少相对较少 -消除反应消除反应 双

5、分子双分子E2和单分子和单分子E1两种历程两种历程根据取代基类型的不同进行的反应分类根据取代基类型的不同进行的反应分类（三）取代（三）取代包括以下三种途径包括以下三种途径 1、同步取代（如、同步取代（如SN2）2、先消除再加成（如、先消除再加成（如SN1）3、先加成再消除、先加成再消除 1）羰基亲核加成）羰基亲核加成 2）芳香碳亲核取代）芳香碳亲核取代 3）芳香碳亲电取代）芳香碳亲电取代 4）芳香碳上游离基取代）芳香碳上游离基取代 （四）缩合（四）缩合 1、羟醛缩合、羟醛缩合 2、酯缩合、酯缩合 3、安息香缩合、安息香缩合 4、迈克尔缩合、迈克尔缩合 5、狄尔斯、狄尔斯-阿德尔缩合阿德尔缩合（

6、五）重排（五）重排 1、分子内重排、分子内重排 2、分子间重排、分子间重排 （六）周环反应六）周环反应 1、环化反应、环化反应 2、电环化反应、电环化反应 3、螯键反应、螯键反应 4、-位移重排闭环位移重排闭环 5、烯、烯-烯反应烯反应 （七）氧化还原反应七）氧化还原反应 1、催化氧化；、催化氧化；4、催化还原；、催化还原；2、电解氧化；、电解氧化；5、电解还原；、电解还原；3、化学试剂氧化；、化学试剂氧化；6、化学试剂还原。、化学试剂还原。三、有机反应基本原理三、有机反应基本原理 （一）取代反应（一）取代反应 取取代代反反应应通通常常是是指指与与碳碳原原子子相相连连的的原原子子或或基基团团被

7、被另另一一个原子或基团所替代的反应。个原子或基团所替代的反应。可可分分为为亲亲电电取取代代、亲亲核核取取代代及及游游离离基基取取代代反反应应三三类类。其其中中，比比较较重重要要的的是是脂脂肪肪族族的的亲亲核核取取代代、芳芳香香族族的的亲亲电电取取代代和亲核取代和亲核取代反应。反应。脂肪族的亲核取代反应可以用以下通式表达：脂肪族的亲核取代反应可以用以下通式表达：此反应是亲核试剂对带有部分正电荷的碳原子进行攻击，此反应是亲核试剂对带有部分正电荷的碳原子进行攻击，属于亲核取代反应，用属于亲核取代反应，用SN表示。表示。亲核试剂可以是中性的，也可以带有负电荷。亲核试剂可以是中性的，也可以带有负电荷。脂

8、肪族饱和碳原子上的亲核取代反应中，以卤代烷的亲核脂肪族饱和碳原子上的亲核取代反应中，以卤代烷的亲核取代最为典型。其反应历程可分为取代最为典型。其反应历程可分为SN2和和SN1两种类型。两种类型。1脂肪族的亲核取代反应脂肪族的亲核取代反应中心碳原子中心碳原子受攻击对象，受攻击对象，称为底物称为底物亲核试剂或称进入基团亲核试剂或称进入基团反应中离开反应中离开的基团，称的基团，称为离去基团为离去基团 （1）双分子亲核取代反应（）双分子亲核取代反应（SN2）发生发生SN2的一般通式是：的一般通式是：过渡态过渡态以伯卤代烷的水解为例：以伯卤代烷的水解为例：1脂肪族的亲核取代反应脂肪族的亲核取代反应该历程

9、中旧的化学该历程中旧的化学键断裂和新的化学键断裂和新的化学键形成是同时的，键形成是同时的，没有中间产物生成，没有中间产物生成，反应同步进行反应同步进行1脂肪族的亲核取代反应脂肪族的亲核取代反应 亲亲核核试试剂剂从从离离去去基基团团的的背背面面，接接近近中中心心碳碳原原子子，并并与与之之形形成成较较弱弱的的键键。由由于于亲亲核核试试剂剂的的插插入入，离离去去基基团团与与中中心心碳碳原原子子的的键键开开始始变变弱弱，中中心心碳碳原原子子上上的的其其它它三三个个键键也也逐逐渐渐从从远远离离离离去去基基团团的的地地方方向向接接近近离离去去基基团团的的方方向向偏偏移移。当当这这三三个个键键同同处处于于一

10、一个个平平面面，并并垂垂直直于于亲亲核核试试剂剂、中中心心碳碳原原子子和和离离去去基基团团三三者者所所连连成成的的直直线线时时，即即形形成成了了过过渡渡态态。这这个个过程较慢，是速度控制步骤。过程较慢，是速度控制步骤。当当过过渡渡态态向向产产物物转转化化时时，离离去去基基团团X离离开开中中心心碳碳原原子子。同同时时，处处于于一一个个平平面面内内的的三三个个键键完完全全转转向向另另一一边边，完完成成了了构构型型的的逆逆转转。构构型型逆逆转转是是发发生生SN2的的重重要要标标志志。由由于于是是双双分分子子的的共共同同作作用用，才才形形成成了了过过渡渡状状态态，所所以以叫叫双双分分子子亲亲核核取取代

11、反应。该反应为二级反应，反应速度可表示为：代反应。该反应为二级反应，反应速度可表示为：1脂肪族的亲核取代反应脂肪族的亲核取代反应 （2）单单分分子子亲亲核核取取代代反反应应（SN1）发发生生SN1的的一一般般通通式是：式是：反反应应物物首首先先离离解解为为正正碳碳离离子子与与带带负负电电荷荷的的离离去去基基团团，此此步步反反应应速速度度慢慢，是是整整个个反反应应的的控控制制步步骤骤。当当反反应应物物分分子子离离解解后后，正正碳碳离离子子马马上上与与亲亲核核试试剂剂结结合合，其其速速度度极极快快，是是快快速速反反应应步步骤骤。由由于于决决定定反反应应速速度度的的一一步步只只涉涉及及一一种种分分子

12、子，是是单单分分子子的的，因因此此这这种种反反应应是是单单分分子子亲亲核核取取代代反反应应。该该反反应为一级反应，反应速度可表示为：应为一级反应，反应速度可表示为：v=k RL 碳正离子中间体碳正离子中间体1脂肪族的亲核取代反应脂肪族的亲核取代反应 （3）影响因素）影响因素 影响亲核取代反应历程和速度的因素主要有：影响亲核取代反应历程和速度的因素主要有：底物的结构底物的结构离去基团和亲核试剂的性质、浓度离去基团和亲核试剂的性质、浓度溶剂的性质、空间位阻等。溶剂的性质、空间位阻等。1脂肪族的亲核取代反应脂肪族的亲核取代反应 反应物的结构反应物的结构。反反应应物物的的结结构构对对SN1和和SN2反

13、反应应速速度度有有不不同同的的影影响响。例例如如卤卤代代烷烷的的水水解解，按按SN2历历程程进进行行时时，其其反反应应速速度度的的快快慢慢顺顺序序是是：伯伯卤卤烷烷仲仲卤卤烷烷叔叔卤卤烷烷；按按SN1历历程程进进行行，则则是是：烯烯丙丙基基卤卤苄基卤代物叔卤烷仲卤烷伯卤烷苄基卤代物叔卤烷仲卤烷伯卤烷CH3X。SN2反反应应一一般般发发生生在在伯伯碳碳原原子子上上，很很难难成成为为有有位位阻阻分分子子的的反反应应机机理理，并并且且取取代代基基越越多多，按按SN2机机理理反反应应的的可可能能性性越越小。小。1脂肪族的亲核取代反应脂肪族的亲核取代反应 离去基团离去基团。离离去去基基团团携携带带着着原

14、原来来共共有有的的一一对对电电子子而而离离去去，离离去去基基团团的的碱碱性性越越强强，其其离离去去能能力力越越弱弱，反反之之亦亦然然。离离子子的的碱碱性性随随着着所所在在周周期期的的增增加加而而降降低低。一一般般情情况况下下，离离去去基基团团的的离离去去能能力的大小顺序是：力的大小顺序是：RSO3IBrCl RCOOOHNH21脂肪族的亲核取代反应脂肪族的亲核取代反应 亲核试剂亲核试剂。亲亲核核试试剂剂的的性性质质，在在SN1历历程程中中对对反反应应速速度度没没有有影影响响；但但在在SN2历历程程中中，由由于于亲亲核核试试剂剂是是组组成成过过渡渡态态的的一一部部分分，它它的的性性质质对对反反应

15、应速速度度有有明明显显的的影影响响。一一般般来来讲讲，试试剂剂的的负负电电性性、碱碱性性和和可可极极化化性性越越强强，其其亲亲核核性性也也越越强强。各各种种亲亲核核试试剂剂的的亲亲核核能能力力的的大大小顺序为：小顺序为：C2H5OOHPhOCH3CH2H2O在在同同族族元元素素中中，亲亲核核试试剂剂随随着着原原子子序序数数的的增增大大，其其给给出出电电子倾向也越大，从而使亲核性增强。子倾向也越大，从而使亲核性增强。IBrClF在在发发生生亲亲核核取取代代反反应应的的同同时时，存存在在着着消消除除反反应应的的竞竞争争。其其中中，SN2和和E2的的最最大大区区别别在在于于前前者者是是对对中中心心碳

16、碳原原子子的的进进攻攻，而而后后者者则则是是碱碱性性物物质质对对氢氢原原子子的进攻。的进攻。2芳香族的亲电取代反应芳香族的亲电取代反应芳芳香香族族化化合合物物中中的的芳芳环环是是一一个个环环状状的的共共轭轭体体系系，环环上上的的-电电子子云云高高度度离离域域，具具有有很很高高的的流流动动性性，容容易易与与亲亲电电试试剂剂发发生生亲亲电电取取代代反反应应。主主要要包包括括磺磺化化、硝硝化化、卤卤化化、C C烷烷化化、C C酰酰化化、C C羧羧化化、氯氯甲甲基基化化等等亲亲电电取取代反应。代反应。芳烃能和一系列亲电试剂形成配合物：芳烃能和一系列亲电试剂形成配合物：芳芳烃烃和和亲亲电电能能力力弱弱的

17、的试试剂剂形形成成配配合合物物（试试剂剂与与芳芳环环平平面面两两侧侧的的环环状状电电子子云云发发生生松松散散结结合合，未未形形成成真真正正的的化化学学键键）。稳稳定定性差。性差。芳芳烃烃和和亲亲电电能能力力强强的的试试剂剂形形成成配配合合物物（试试剂剂夺夺取取芳芳环环上上的的一一对对电电子子，与与环环上上的的某某一一C原原子子形形成成键键），或或称称芳芳正正离离子子。较较为稳定，有时能分离得到。为稳定，有时能分离得到。配合物配合物 配合物配合物2芳香族的亲电取代反应芳香族的亲电取代反应（1）芳香族）芳香族-络合物与络合物与-络合物络合物2芳香族的亲电取代反应芳香族的亲电取代反应亲电能力较弱的试

18、剂（例如：亲电能力较弱的试剂（例如：HCl、HBr、Ag+等）等）例如，将例如，将HCl气体通入苯中，气体通入苯中，HCl与苯生成与苯生成-络合物：络合物：这这种种络络合合物物是是由由芳芳环环供供给给电电子子生生成成的的，-络络合合物物中中HClHCl的的质质子子与与苯苯环环的的电电子子之之间间只只有有微微弱弱的的作作用用，并并没没有有生生成成新新的的共共价价键键，H HClCl键键也也没没有有破破裂裂。-络络合合物物通通常常为为无无色色或淡黄色，其溶液不导电。或淡黄色，其溶液不导电。2芳香族的亲电取代反应芳香族的亲电取代反应 芳烃能与亲电能力较强的试剂（例如：芳烃能与亲电能力较强的试剂（例如

19、：HClHClAlClAlCl3 3、HFHF、HFHFBFBF3 3等）生成等）生成-络合物。例如：络合物。例如：被无水被无水AlCl3强烈极化的强烈极化的HCl中氢原子带有较多的正电荷，在反应中氢原子带有较多的正电荷，在反应瞬间能以瞬间能以H的形式插入苯环的的形式插入苯环的-电子层里面，夺取一对电子，并与苯电子层里面，夺取一对电子，并与苯环上的某一特定碳原子连接起来，形成环上的某一特定碳原子连接起来，形成键。键。-络合物为橙色，有时甚至为黑色，络合物为橙色，有时甚至为黑色，-络合物溶液能导电。络合物溶液能导电。2芳香族的亲电取代反应芳香族的亲电取代反应-络合物与络合物与-络合物之间存在着平

20、衡：络合物之间存在着平衡：CC硝基氟硝基氟配合物配合物三氟化硼三氟化硼三氟化硼三氟化硼 配合物配合物苯三氟甲烷苯三氟甲烷 （2）亲电取代反应历程）亲电取代反应历程 亲电试剂进攻芳环时，先形成亲电试剂进攻芳环时，先形成-络合物，然后进一络合物，然后进一步作用，形成步作用，形成-络合物。该络合物脱去质子，恢复原芳络合物。该络合物脱去质子，恢复原芳环结构，从而完成亲电取代反应的全过程。环结构，从而完成亲电取代反应的全过程。对于大多数亲电取代反应来说，形成对于大多数亲电取代反应来说，形成-络合物是反络合物是反应速度的控制步骤。应速度的控制步骤。2芳香族的亲电取代反应芳香族的亲电取代反应表表1配合物和配

21、合物和配合物的相对稳定性配合物的相对稳定性氯化和硝化的相对速度（对二甲苯的为）氯化和硝化的相对速度（对二甲苯的为）芳 烃配合物的相对稳定性（K2）配合物的相对稳定性（K1）氯化速度k氯化（乙酸中，Cl2）硝化速度k硝化（环丁砜中NO2+BF-）苯甲苯对二甲苯邻二甲苯间二甲苯1,2,4-三甲苯1,2,3-三甲苯1,2,3,4,-四甲苯1,2,3,5-四甲苯五甲苯0.090.631.001.126636940016000290000.610.921.001.131.261.361.461.631.670.0050.1571.002.120034040020002400003600000.510.8

22、51.000.890.84甲基取甲基取代度对代度对配合配合物影响物影响大大甲基取代甲基取代度的变化度的变化对对配合配合物（稳定物（稳定性）影响性）影响小小氯化过程氯化过程配合物配合物的生成是的生成是控制步骤控制步骤实验数据表明，大多数亲电取代经过实验数据表明，大多数亲电取代经过配合物，且是配合物，且是控制步骤。控制步骤。配合物的相对稳定性还可以用来解释配合物的相对稳定性还可以用来解释亲电取代的定亲电取代的定位规律。位规律。（3）苯环的亲电取代定位规律）苯环的亲电取代定位规律 当当苯苯环环上上已已有有一一个个或或多多个个取取代代基基时时，再再引引入入新新的的取取代代基基，它它进进入入的的位位置置

23、与与已已有有取取代代基基的的性性质质、亲亲电电试试剂剂（被被引引入入取取代代基基）的的性性质质以以及及反反应应条条件件等等因因素素有有关关。其其中中已已有有取代基取代基Z的性质最为重要。的性质最为重要。2芳香族的亲电取代反应芳香族的亲电取代反应1 1）影响定位的主要因素影响定位的主要因素 已有取代基已有取代基Z的性质的性质 亲电试剂的性质亲电试剂的性质也包括：也包括：反应条件：主要温度、催化剂和溶剂。反应条件：主要温度、催化剂和溶剂。上述因素中，最重要的是已有取代基上述因素中，最重要的是已有取代基Z的极性效应。的极性效应。芳香取代反应中，苯系芳香取代反应中，苯系亲电取代反应亲电取代反应研究的最

24、多，也最重要研究的最多，也最重要。极性效应极性效应空间效应空间效应极性效应极性效应空间效应空间效应2芳香族的亲电取代反应芳香族的亲电取代反应2）两类定位基两类定位基已有取代基已有取代基Z对对新取代基新取代基E的定位作用有两种：的定位作用有两种：第一类定位基第一类定位基邻、对位定位基：邻、对位定位基：-O-、-N(CH3)3、-NH2、-OH、-OCH3、-NHCOCH3、-OCOCH3、-F、-Cl、-Br、-I、-CH3、-CH2Cl、-CH2COOH、-CH2F等。等。第二类定位基第二类定位基间位定位基：间位定位基：-N+(CH3)3、-CF3、-NO2、-CN、-SO3H、-COOH、-

25、CHO、-COOCH3、-COCH3、-CONH2、-N+H3、-CCl3。2芳香族的亲电取代反应芳香族的亲电取代反应 两类取代基有三种不同的表现方式：两类取代基有三种不同的表现方式：活化苯环的邻、对位定位基活化苯环的邻、对位定位基钝化苯环的邻、对位定位基钝化苯环的邻、对位定位基钝化苯环的间位定位基钝化苯环的间位定位基具体见表 3 3）苯环的定位规律苯环的定位规律 已有取代基的极性效应已有取代基的极性效应（苯环的定位规律六之一）苯环的定位规律六之一）对对不不可可逆逆亲亲电电取取代代反反应应，苯苯环环上上已已有有取取代代基基Z的的极极性性效效应应不不同同，所所生生成成的的各各异异构构配配合合物物

26、的的稳稳定定性性不不同同，由由此此解解释释其定位作用。其定位作用。用用共共振振结结构构来来解解释释：已已有有取取代代基基Z的的苯苯与与取取代代物物E发发生生亲亲电电取取代代可可以以生生成成邻邻、对对和和间间位位三三种种配配合合物物，每每一一种种配配合合物物都可以看作是都可以看作是三种共振结构杂化三种共振结构杂化的结果。的结果。当当Z具具有有正正诱诱导导效效应应I（即即供供电电效效应应），邻邻位位或或对对位位的的配配合合物物更更容容易易使使正正电电荷荷分分散散到到Z上上，从从而而使使配配合合物物更更稳稳定定。所所以以这这类类取取代代基基使使苯苯环环活活化化，并并且且是邻、对位定位。是邻、对位定位

27、。如如果果Z具具有有负负的的诱诱导导效效应应I（即即吸吸电电效效应应），则则与与之之相相反反，使使苯苯环环上上电电子子云云密密度度降降低低，使使三三种种配配位位化化合合物物都都不不稳稳定定，邻邻、对对位位更更不不稳稳定定，所所以以这这类取代基使苯环钝化，且是间位定位。类取代基使苯环钝化，且是间位定位。当当Z和和苯苯环环之之间间有有共共轭轭效效应应时时，共共轭轭效效应应有有时时与与诱诱导导效效应应的的方方向向一一致致，有有时时相相反反，一一般般情情况况下下共共轭轭效效应应起起主主导导作作用用。当当Z中中同同苯苯环环相相连连的的原原子子具具有有未未共共有有电电子子对对时时，可可以以把把未未共共有有

28、电电子子分分散散到到苯苯环环上上，使使配配位位物物稳稳定定，尤尤其其是是对邻位和对位。对邻位和对位。苯环上取代基的分类苯环上取代基的分类 第第1类类：.取取代代基基只只有有正正的的诱诱导导效效应应（I，供供电电效效应应），如如烷烷基基，使使苯苯环环活活化化，且且是是邻邻、对对位位定定位位基基。其其中中甲甲基基还还具具有有超共轭效应，其活化作用大于其它烷基。超共轭效应，其活化作用大于其它烷基。.取取代代基基中中同同苯苯环环相相连连的的原原子子具具有有未未共共用用电电子子对对，如-O-、-N(CH3)3、-NH2、-OH、-OCH3、-NHCOCH3、-OCOCH3、-F、-Cl、-Br、-I等。

29、其其未未共共用用电电子子对对和和苯苯环环形形成成正正的的共共轭轭效效应应（T），属属邻邻、对对位位定定位位基基。除除共共轭轭效效应应外外，且且均均有有诱诱导导效效应应。其其中中氨氨基基和和羟羟基基，其其（T）（I）,故故使使苯苯环环活活化化。对对于于卤卤素素，（T）（I）,故使苯环稍稍钝化。故使苯环稍稍钝化。第第2类类：取取代代基基具具有有负负的的诱诱导导效效应应（I，吸吸电电效效应应），而而且且同同苯苯环环相相连连的的原原子子没没有有未未共共用用电电子子对对，如如：-N+(CH3)3、-CF3、-NO2、-CN、-SO3H、-COOH、-CHO、-COOCH3、-COCH3、-CONH2、-

30、N+H3、-CCl3等等。其其中中一一些些还还有有负负的的共共轭效应（轭效应（T）。）。使苯环钝化，间位定位。使苯环钝化，间位定位。苯环上已有取代基定位作用的电子效应解释苯环上已有取代基定位作用的电子效应解释。具具有有给给电电子子性性的的取取代代基基，将将使使所所连连苯苯环环上上的的电电子子云云密密度度增增加加，尤尤其其在在邻邻、对对位位处处增增加加得得更更多多，对对苯苯环环有有活活化化作作用用，有有利利于于亲亲电电试试剂剂对对这这些些位位置置的的进进攻攻，所所以以新新引引入入的的取取代代基基主主要要进进入入其其邻邻、对对位，因此，具有给电子性的取代基属于第一类定位基。位，因此，具有给电子性的

31、取代基属于第一类定位基。相相反反，具具有有吸吸电电子子性性的的取取代代基基将将使使所所连连苯苯环环上上的的电电子子云云密密度度降降低低，并并且且在在邻邻、对对位位处处降降低低得得更更多多，对对苯苯环环有有致致钝钝作作用用，不不利利于于亲亲电电试试剂剂的的进进攻攻。但但相相比比之之下下，在在间间位位的的电电子子云云密密度度较较高高些些，所所以以亲亲电电试试剂剂主主要要进进入入它它的的间间位位，因因此此，具具有有吸吸电电子子性性的的取取代代基基属于第二类定位基。属于第二类定位基。卤卤素素原原子子比比较较特特殊殊，作作为为取取代代基基它它最最终终具具有有吸吸电电子子性性，对对苯苯环环有有致致钝钝作作

32、用用。但但由由于于它它可可与与苯苯环环形形成成p-共共轭轭体体系系，使使得得在在它它的的邻邻、对对位位处处的的电电子子云云密密度度比比间间位位处处稍稍高高些些，所所以以亲亲电电性性的的进进攻攻基团优先进入卤原子的邻、对位。卤原子也属于第一类定位基。基团优先进入卤原子的邻、对位。卤原子也属于第一类定位基。已有取代基的空间效应已有取代基的空间效应（苯环的定位规律六之二）（苯环的定位规律六之二）苯环上已有取代基的空间效应，是指空间位阻作用。如，单苯环上已有取代基的空间效应，是指空间位阻作用。如，单烷基苯发生硝化时，烷基苯发生硝化时，随着烷基体积增大，邻位异构产物的比例减随着烷基体积增大，邻位异构产物

33、的比例减小。小。空间障碍的解释只有在已有取代基极性效应相差不大时才能空间障碍的解释只有在已有取代基极性效应相差不大时才能成立。如果极性效应相差较大，则极性效应起主要作用。成立。如果极性效应相差较大，则极性效应起主要作用。如，如，卤素的原子的大小：卤素的原子的大小：FClBrI,故从故从FI空间增大；但卤素的空间增大；但卤素的正的诱导效应（正的诱导效应（I）FClBr位位苯苯l萘环上萘环上位有一个第一类取代基，新取代基进入同环邻、对位；位有一个第一类取代基，新取代基进入同环邻、对位；l萘萘环环上上位位有有一一个个第第一一类类取取代代基基，新新取取代代基基进进入入同同环环位位，生生成成1,2异构产

34、物（个别情况生成异构产物（个别情况生成2,3异构产物）；异构产物）；l萘环上有一个第二类取代基，新取代基进入另一环上萘环上有一个第二类取代基，新取代基进入另一环上位。位。位位位位位芳正离子位芳正离子位芳正离子位芳正离子萘57位位和和位位的的活活泼泼性性。与与苯苯相相比比，萘萘环环上上的的位位和和位位都都比比较较活活泼泼。其其中中位位更更活活泼泼，在在对对萘萘进进行行亲亲电电取取代代反反应应时时，取代基取代基E+优先进入优先进入位。位。例例如如在在萘萘的的硝硝化化、氯氯化化和和低低温温磺磺化化时时，基基团团进进入入位位和和位的比例为：位的比例为：萘环上已有取代基时的定位规律。萘环上已有取代基时的

35、定位规律。在在已已有有一一个个取取代代基基的的萘萘环环上上再再引引入入第第二二个个取取代代基基时时，新新引引入入取取代代基基进进入入萘萘环环的的位位置置主主要要与与已已有有取取代代基基的的类类型型和和位置有关，同时也与反应试剂的类型和反应条件有关。位置有关，同时也与反应试剂的类型和反应条件有关。如如果果在在萘萘环环的的位位有有一一个个第第一一类类定定位位基基，则则新新引引入入的的取取代代基基优优先先进进入入同同环环的的邻邻或或对对位位，并并且且以以其其中中的的一一个个位位置置为主；如果是在为主；如果是在位，则优先进入同环的位，则优先进入同环的位。例如：位。例如：如如果果萘萘环环上上有有一一个个

36、第第二二类类定定位位基基，则则新新引引入入的的取取代代基基主要进入没有取代基的另一个环上，并且主要是主要进入没有取代基的另一个环上，并且主要是位。位。例如：例如：5）蒽醌环的定位规律蒽醌环的定位规律l蒽蒽醌醌分分子子中中由由于于两两个个对对称称羰羰基基的的吸吸电电子子作作用用，使使得得在在两两个个边边环环上进行亲电取代反应要比在萘和苯环上困难。上进行亲电取代反应要比在萘和苯环上困难。l活性：活性：位位位位l两个边环是隔离的，故一磺化时常生成相当数量的二磺化物。两个边环是隔离的，故一磺化时常生成相当数量的二磺化物。l已有一个取代基时，定位规律同萘环。已有一个取代基时，定位规律同萘环。位位位位 芳

37、芳香香族族的的亲亲核核取取代代是是亲亲核核试试剂剂对对芳芳香香进进攻攻的的反反应应，它它是是通通过过亲亲核核试试剂剂优优先先进进攻攻芳芳环环上上电电子子云云最最低低的的位位置置而而实实现现的的。芳芳香香族族亲亲核核取取代代反反应应的的难难易易程程度度和和定定位位规规律律与与亲亲电电取取代代反反应应正好相反。正好相反。芳芳香香族族亲亲核核取取代代反反应应可可分分为为：芳芳环环上上氢氢的的亲亲核核取取代代、芳芳环环上上已已有有取取代代基基的的亲亲核核取取代代（本本质质上上为为亲亲核核置置换换）和和通通过过苯苯炔中间体的亲核取代炔中间体的亲核取代。3芳香族的亲核取代反应芳香族的亲核取代反应 对对于于

38、芳芳环环上上氢氢氢氢的的的的亲亲亲亲核核核核取取取取代代代代，由由于于芳芳环环和和亲亲核核试试剂剂的的电电子子云云密密度度都都比比较较高高，所所以以这这类类反反应应较较难难发发生生。当当芳芳环环上上有有较较强强的的吸吸电电子子基基团团时时，在在连连接接吸吸电电子子基基团团的的碳碳原原子子上上电电子子云云密密度度下下降降较较多多，较较易易受受到到亲亲核核试试剂剂的的进进攻攻，从从而而发发生生已已有有取取代代基基亲亲核核取取代代（亲亲亲亲核核核核置置置置换换换换）反反应应。这这类类反反应应在在有有机机合合成成中中相相当当重重要，在许多情况下，较易进行，产率也较高。要，在许多情况下，较易进行，产率也

39、较高。3芳香族的亲核取代反应芳香族的亲核取代反应 芳香族亲核取代反应历程大致可分为以下三类。芳香族亲核取代反应历程大致可分为以下三类。（1）加成）加成-消除历程（双分子历程）消除历程（双分子历程）反应分两步进反应分两步进行：行：第第一一步步是是亲亲核核试试剂剂Nu进进攻攻芳芳环环形形成成芳芳负负离离子子，这这个个过程是速度控制步骤。过程是速度控制步骤。第二步芳负离子解离下原取代基第二步芳负离子解离下原取代基Z完成亲核取代过程。完成亲核取代过程。3芳香族的亲核取代反应芳香族的亲核取代反应 当被置换基团当被置换基团Z的邻、对位有吸电子基团时，与的邻、对位有吸电子基团时，与Z相连的碳原子上相连的碳原

40、子上的电子云密度下降更多，有利于芳负离子的电荷分散，对反应有利。反的电子云密度下降更多，有利于芳负离子的电荷分散，对反应有利。反之，在之，在Z的邻、对位有给电子基团时，不利于反应的进行。的邻、对位有给电子基团时，不利于反应的进行。例如：例如：（2）单分子历程）单分子历程 对重氮基的亲核置换属于单分子对重氮基的亲核置换属于单分子历程。以重氮盐的水解和酸解为例。历程。以重氮盐的水解和酸解为例。重氮盐首先分解产生芳基正离子，此步反应为慢反应，重氮盐首先分解产生芳基正离子，此步反应为慢反应，是反应的控制步骤。是反应的控制步骤。随后是芳基正离子与水或醇反应生成酚或醚。反应速随后是芳基正离子与水或醇反应生

41、成酚或醚。反应速度与亲核试剂的浓度无关。度与亲核试剂的浓度无关。3芳香族的亲核取代反应芳香族的亲核取代反应 （3）消除）消除-加成历程（苯炔历程）加成历程（苯炔历程）在在正正常常情情况况下下，未未被被活活化化的的芳芳基基卤卤化化物物对对一一般般的的亲亲核核试试剂剂表表现现为为惰惰性性，但但对对既既是是很很强强的的碱碱又又具具有有亲亲核核性的试剂则表现明显的活性。性的试剂则表现明显的活性。如如氯氯苯苯在在液液氨氨中中可可用用KNH2氨氨解解；也也可可在在高高温温高高压压的的条条件件下下，用用10%15%的的NaOH溶溶液液处处理理，以以羟羟基基置置换氯原子。换氯原子。3芳香族的亲核取代反应芳香族的亲核取代反应这类反应是按照消除这类反应是按照消除-加成历程进行的：加成历程进行的：首先是反应物在亲核试剂作用下进行消除反应，生首先是反应物在亲核试剂作用下进行消除反应，生成苯炔中间体，然后苯炔中间体再与亲核试剂进行加成苯炔中间体，然后苯炔中间体再与亲核试剂进行加成反应，生成取代产物。反应时由于生成了中间体苯成反应，生成取代产物。反应时由于生成了中间体苯炔，故也称苯炔历程。炔，故也称苯炔历程。苯炔中苯炔中间体间体