最新精细有机合成化学及工艺学

5%
10%
15%
硝 化
环 上 的 氯 化
低 温 磺 化
当萘环上已有了一个第一类取代基时，新取代基进入它的同环， 如已有取代基在α位，则新取代基进入它的邻位或对位，并且常常以其
中一个位置为主。
ONa
OH
+ CO2
羧 化
CO O Na
NH2
NH2
+
N NCl
NN
当已有取代基是第二类定位基，新取代基通常进入没 有取代基的另一环上，并且主要是α位取代。
2.两类定位基
第一类定位基：
- O - N ( C H 3 ) 2 - N H 2 - O H - O C H 3 - N H C O C H 3 - O C O C H 3- F - C l- B r- I - C H 3 - C H 2 C l - C H 2 C O O H - C H 2 F 等
（1）当两个取代基属于同一类型，并处于间位，其定位作用是一致
的
CH3
COOH
次要
CH3 主要
COOH
（2）当两个取代基属于不同类型并处于邻位或对位时，其定位作 用也是一致的。
CH3 硝 化
CH3
NO2
Cl CN
硝 化
Cl CN
NO2
NO2
NO2
（3）当两个取代基属于不同类型并处于间位时，其 定位作用就是不一致的，这时新取代基进入第一类定 位基的邻位或对位。
表 1 单烷基苯一硝基化时异构产物比率
烷基苯
甲苯 乙苯 异丙苯 叔丁苯
异构产物生成比率（%）
邻位
间位
对位
61.4
1.6
37.0
45.9
3.3
50.8
28.0
4.5
67.5
10.0
6.8
83.2
邻/对
1.66 0.90 0.41 0.12
3.亲电试剂的极性效应
表2 四种卤代苯一硝化时异构产物比率
卤代苯 氟苯
SO3H
NO2
SO3H
SO3H
硝化
+
NO2
习题练习一
2.3 亲核取代反应
通式： R H+Z
RZ+ H
或 RH+Z Y
RZ+HY
1.脂肪族亲核取代反应历程 （1）双分子历程（SN2）
N u+RX
[N u RC l] 过 度 态
N u R+X
O H +
C C l
慢 [HO C C l]
H O C
（2）单分子历程（SN1）
CH3 2%
25%
41% 丙烯，AlCl3, 0℃
65-70%
28-30% 丙烯，AlCl3, 110℃
（2）催化剂的影响： 催化剂可改变亲电试剂的极性效应和
空间效应。
（3）介质的影响：主要是介质酸度的影响，如乙酰苯胺的
硝化，用乙酐比用硫酸作介质将生成更多的邻位异构体。
6.已有两个取代基的定位规律
R S O 3 > I > B rO H > - N H 2
亲核试剂的影响
大多亲核试剂的亲核能力与其碱性的强弱是一致的
C 2 H 5 O > O H > C 6 H 5 O > C 2 H 5 S > H 2 O
1.影响定位的主要因素：芳环已有一个或几个取代基，若 再引入新取代基时，其进入的位置和反应进行的速度， 主要取决于以下因素：
（1）已有取代基的性质，包括极性效应和空间效应，如 果已有几个取代基，则决定于它们的性质和相对位置。
（2）亲电试剂的性质，也包括极性效应和空间效应。
（3）反应的条件，主要是温度，催化剂和溶剂的影响。
第二定位基：
- N （ C H 3 ） 3- C F 3 - N O 2 - C N - S O 3 H- C O O H- C H O- C O O C H 3 - C O C H 3 - C O N H 2- N H 3 - C C l3 等
3.苯环的定位规律
（1）已有取代基的定位规律
Z
Z
H
H
精细有机合成化学及工 艺学
第一章 绪论
1.1 精细化工的范畴
精细化工：生产精细化学品的工业。 精细化学品：一般指批量小，纯度或质量要求高，而且润高的化学
品
涂料
颜料
试剂和高 纯物
农药
染料
信息用化 催化剂和各
学品
种助剂
食品和饲 料添加剂
功能高 分子材 料
日用化 学品
胶粘 剂
2.芳香族亲电取代定位规律
邻 位 共 振 结 构 [
E
E
Z
H ]
E
Z
Z
Z
对 位 共 振 结 构 [
H
E
H
E
] HE
Z
Z
Z
间 位 共 振 结 构[
H E
H E
H E
（1）取代基只有正的诱导效应（+I），如烷基，可使 苯环活化，且是邻，对定位。其中甲基还具有超共轭 效应，其活化作用大于其它烷基。
（2）取代基中同苯环相连的原子具有未共用电子对， 如 -O -NR2 -OH -F -C l 等，其未共用电 子对和苯环形成正的共轭效应（+T或+C），它们是邻， 对定位，同时它们也具有诱导效应，如氨基和羟基， 其（+T）大于（-I），所以它们使苯环活化。对于卤素， 其正的共轭效应小于负的诱导效应，所以使苯环稍稍 钝化。
异构产物生成比率（%）
邻位
间位
对位
13
0.6
86
氯苯
35
0.94
64
溴苯
43
0.9
56
碘苯
45
1.3
54
邻/对
0.15 0.55 0.77 0.83
4.新取代基的空间效应
如表1 中，甲苯的C-烷基化中的叔丁基化，几乎没有邻位取代， 主要生成对位产物。
5.反应条件的影响
（1）温度的影响
CH3 34%
（3）取代基具有负的诱导效应，且同苯环相连的原子没 有共用电子对，如
- N （ C H 3 ） 3- C F 3 - N O 2 - C N - S O 3 H- C O O H- C H O- C O O C H 3 - C O C H 3
- C O N H 2- N H 3- C C l3 等 其中 某些取代基除诱导效应外，还 有负的共轭效应，它们使苯环钝化，是间位取代。 （2）已有取代基的空间效应
NHCOCH3
NHCOCH3
硝化
COOH
COOH
NO2
（4）当两个取代基属于同一类型并处于邻位或对位， 则新取代基进入的位置决定于定位能力较强的取代基。
CH3
CH3
硝化
O2N
NHCOCH3
NHCOCH3
4.萘环的定位规律
萘环的α位通常比β位活波，亲电试剂一般比较容易进入萘环的
α位。
95%
90%
85%
R X 慢 R + X R +N u
R N u
R
R
RCC l 慢 RC+ X
R
R
R R RC + H 2 O快RCO H + H
R
R
2.反应的影响因素
作用物结构的影响 SN2历程：伯卤烷 > 仲卤烷 > 叔卤烷 SN1历程：伯卤烷 < 仲卤烷 < 叔卤烷 被取代基的影响 离去基团L接受电子的能力越强越易离去，也有利于亲核取代反 应的进行。