芳香化合物的反应

芳香卤化(aromatic halogenation)

把烯烃滴进溴水,溴水会立刻褪色——双键急切地抓住溴。可若把溴滴到纯苯上,却什么也不会发生;芳香环太稳定、太不活泼,懒得理会。要把卤素装到苯环上,你必须让卤素更“饥饿”,而这正是芳香卤化所做的:借助一个助催化剂,把氯或溴装到环上。

诀窍是一种路易斯酸催化剂,通常是金属卤化物,比如 FeBr3(用于溴化)或 AlCl3 / FeCl3(用于氯化)。催化剂抓住 Br-Br(或 Cl-Cl)分子的一端,把电子密度拉走,使其极化得如此强烈,以至另一端变成一个有效的 Br(+) 亲电试剂——强到连苯那懒洋洋的 pi 云也会去进攻它。接下来就是标准的 EAS 两步:环与溴成键生成芳正离子,然后一个碱(刚生成的 FeBr4(-))拿走质子,恢复芳香性。产物是卤苯和 HBr,催化剂则被再生。

芳香卤化是直接把单个氯或溴装到环上的标准方法,给出像氯苯、溴苯这样的产物,它们是许多后续反应的起点。氟化太剧烈、碘化太迟钝,都无法这样直接进行(这两者通常改走重氮盐路线)。注意一个微妙之处:环上已有的卤素是一个钝化但邻对位定位的基团,所以第二次卤化更慢,且主要落在第一个卤素的邻位和对位。

苯 + Br2,用 FeBr3 催化,得到溴苯 + HBr。没有催化剂时,苯和溴只会原封不动地待着,毫无反应。

正是路易斯酸把卤素“唤醒”,使它强到能与苯反应。

不要把环上卤化与苄位(侧链)卤化混淆:在路易斯酸和离子条件下,卤素装到环上;但若用光照或自由基引发剂、且没有路易斯酸,它就转而进攻所连烷基链上的碳,走的是完全不同的(自由基)机理。

又称
ring halogenation环上卤化環上鹵化