单环芳烃化学性质简述

苯及苯的同系物从碳氢比例看似乎具有高度的不饱和性，但是它们却有特殊的稳定性。这类化合物比较容易进行取代反应，不易进行加成和氧化反应，苯环的这种特殊性质称为芳香性，是芳香族化合物的共性。尽管它们相当稳定，但在一定条件下也会发生化学反应。

1.取代反应

苯及其同系物的特征反应就是取代反应，重要的取代反应有卤代反应、硝化反应、磺化反应、烷基化反应、酰基化反应。

（1）卤代反应 在铁粉或卤化铁等催化剂作用下加热，苯环上的氢原子被卤原子所取代的反应，称为卤代反应。在卤代反应中，卤素的活性顺序是F₂＞Cl₂＞Br₂＞I₂，由于直接氟代十分猛烈，难以控制，碘代又难以进行，因此卤代反应一般指氯代和溴代。

烷基苯例如甲苯，在催化剂作用下比苯更容易发生卤代反应，主要生成邻、对位卤代甲苯。如：

（2）硝化反应 苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物作用，苯环上的氢原子被硝基取代，生成硝基苯的反应，称为硝化反应。通常使用浓HNO₃与浓H₂SO₄的混合物（或称混酸）作硝化剂。

硝基苯是淡黄色、油状、相对密度大于水的液体，有苦杏仁味。

硝基苯不容易继续硝化。要在更高温度下或用发烟硫酸和发烟硝酸的混合物作硝化试剂才能引入第二个硝基，且主要生成间二硝基苯。

烷基苯的硝化比苯易于进行，如甲苯低于50℃就可以进行硝化，主要生成邻硝基甲苯和对硝基甲苯。

邻硝基甲苯是具有苦杏仁味的黄色油状液体，对硝基甲苯是浅黄色晶体。它们都是剧毒物质，能通过人的呼吸系统及皮肤引起中毒。邻硝基甲苯和对硝基甲苯都是重要的有机合成原料，主要用作油漆、染料、医药和农药的中间体。

（3）磺化反应 芳烃分子中，芳环上的氢原子被磺酸基（—SO₃H）取代生成苯磺酸的反应称为磺化反应。常用的磺化剂有发烟硫酸、浓硫酸等。例如：

苯磺酸为无色晶体，具有强酸性，能溶于水。化合物中引入磺基可增加水溶性。

烷基苯的磺化反应比苯容易进行，主要生成邻位和对位产物。一般来说，提高温度比较有利于对位产物的生成。例如：

苯的磺化反应是一个可逆反应，将磺化产物与稀硫酸共热或在磺化产物中通入水蒸气时，磺基被水解掉，称为去磺基反应。

由于磺酸基容易除去，所以可利用磺酸基暂时占据苯环上的某些位置，使这个位置不再被其他基团取代，或利用磺酸基的存在，影响其水溶性等，待其他反应完毕后，再经水解将磺酸基脱去。该性质被广泛用于有机合成及无机化合物的分离和提纯。(www.xing528.com)

（4）烷基化和酰基化反应 在无水三氯化铝等催化剂的作用下，苯环上的氢原子被烷基或酰基取代的反应，分别称为烷基化反应和酰基化反应，统称为傅—克（Friedel-Crafts）反应。

① 烷基化反应：

像氯乙烷和乙烯这样能将烷基引入芳环上的试剂称为烷基化试剂。

在烷基化反应时，如所用卤烷含有三个或多个碳原子时，烷基往往发生重排，例如正氯丙烷和苯反应，主要生成物是异丙苯。

② 酰基化反应：经酰基化反应后，芳烃上的氢原子被酰基取代，生成芳香酮。

注意：当苯环上连有硝基、磺酸基、酰基和氰基等强吸电子基团时，一般不发生烷基化和酰基化反应。

2.侧链上的反应

（1）氧化反应 苯环具有特殊的稳定性，一般的氧化剂如高锰酸钾、重铬酸钾、硝酸等不能使苯环氧化，但侧链含有α-H的烷基苯容易被这些氧化剂氧化，且不论侧链的长短，最后都得到苯甲酸。如：

（2）卤代反应 苯环侧链上连有α-H时，在光照下与卤素发生反应，α-H原子被卤素取代。如甲苯的一氯代反应：

控制氯气的用量可以使反应停留在生成苄氯的阶段。

3.加成反应

苯环具有特殊的稳定性，难以发生加成反应。但在特殊的条件（如光照、高温、高压、催化剂等）下，加成反应也还是可以进行的。如：

1，2，3，4，5，6—六氯环己烷或六氯环己烷，分子式为C₆H₆Cl₆，故称六六六。它具有相当高的稳定性，是20世纪70年代以前应用最广泛的一种杀虫剂，但因毒性大、残存期长，现已经被禁用，我国是从1983年开始禁用的。