取代基定位效应的定义思维导图

何苦孤独

2023-02-21

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中药/药学基础

无机化学

取代基定位效应的定义

无机化学

有关于取代基定位效应的定义的内容，很多人都比较感兴趣。小编为大家整理了以下的内容，希望能够对你们有所帮助。含有取代基的苯衍生物，在进行芳香族亲电取代反应时，原有的取代基，对新进入的取代基主要进入位置，存有一定指向性的效应。这种效应称为取代基定位效应。

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思维导图大纲

单取代的苯衍生物的定位效应：

①如苯环上的取代基为-NH2（-NHR、-NR2，R为烷基）、-OH、-OCH3（-OC2H5等）、-NHCOCH3、-C6H5、-CH3（-C2H5等）等（按定位效应由强到弱次序排列）时，其亲电取代的反应性较苯高。在取代反应中，此类取代基导致得到大部分为邻位和对位取代的异构体。此类取代基称为有活化作用的邻、对位取代基。

取代基的定位效应是个反应速率问题。上邻、对位反应快而上间位慢，就显示邻、对位定位效应；上间位反应快而上邻、对位慢，就显示间位定位效应。

稳定的活性中间体的能量低，与之相应的过渡状态的能量也就低，活化能低，反应速率就快；过渡状态能量高，活化能高，反应速率就慢。因此，不同的反应速率实质上反映了活性中间体的稳定性，而活性中间体的稳定性，可以用共振论的方法加以分析。例如用甲苯进行亲电取代反应时，亲电试剂E+可以进攻邻、对位和间位。当亲电试剂进攻邻、对位时，有比较稳定的极限式（a，b）参与共振，CH3与带正电荷的碳相连，CH3有给电子效应，可以中和部分正电荷，使正碳离子稳定，杂化产生的活性中间体也比较稳定。亲电试剂进攻间位时，没有比较稳定的极限式，没有CH3与带正电荷的碳相连的极限式参与杂化。因此，甲基是邻、对位定位基。

②如苯环上的取代基为-F、-Cl、-Br、-I、-CH2Cl等时，则具有这些取代基的苯的亲电取代反应性较苯低，即这些基使苯环钝化。邻位和对位钝化程度较间位小，有利于形成邻位和对位的取代异构体。医学教|育网收集整理此类取代基称为有钝化作用的邻、对位取代基。

这类取代基的情况比较特殊。如在氯苯中，氯原子是强的吸引电子的取代基，在进行亲电取代反应时，它使苯环正碳离子的电荷更加集中，正碳离子不稳定，对苯环起钝化作用。

如果亲电试剂进攻邻、对位，有比较稳定的极限式（c、e），这是由于氯原子的非共享电子对向苯环转移，使（c、e）的每个原子均具有稳定的八隅体结构，由稳定极限式参与共振杂化所产生的活化中间体也较稳定。如亲电试剂进攻间位，极限式（d）有六电子的碳，不如极限式（c、e）稳定。因此，氯原子是邻、对位定位基。

③如苯环上的取代基为-NO2、-+NH3、-+NR3、-CF3、-+PR3、-+SR2、-SO3H、-SO2R、-COOH、-COOR、-CONH2、-CHO、-COR、-CN等时，则具有这些取代基的苯的亲电取代反应性不如苯，即这些基团使苯环钝化。邻位和对位钝化程度较间位大，在取代反应中，新取代基大多进入间位，形成间位异构体。这类取代基称为有钝化作用的间位取代基。

这些取代基都有吸电子作用。例如当三氟甲基取代苯上的氢后，由于三氟甲基的吸电子作用，使连结三氟甲基和苯环的一对电子偏向三氟甲基一边，使苯环正电荷更加集中，造成苯环的钝化。

当亲电试剂进攻邻、对位时，有特别不稳定的极限式（f、g）参与共振，使杂化产生的活化中间体不稳定。

当亲电试剂进攻间位时，没有特别不稳定的极限式参与共振，使杂化产生的活性中间体相对地较稳定，因此，CF3是间位定位基。

苯环上有两个取代基的定位效应：