苯甲酸使什么位活化
苯位。甲苯酸更容易发生硝化,甲苯上的甲基是邻对位取代基,也是供电子基团,可以使苯位环活化,因此是此位活化,这样就使得苯环上的电子云密度降低,硝基易发生亲电取代,苯甲酸中的羧基是间位取代基,使苯环钝化,不易发生取代。
间二甲苯>对二甲苯>甲苯》苯
首先甲级是个给电子基,两个甲级的亲电活性大于一个甲基的大于没有甲基的
而间二甲基中 苯环有几个位置既是一个甲基的邻位,也是另一个甲基的对位,被两个甲基活化
亲电活性大,而对二甲基中的苯环的每个位置都只是一个甲基的邻位没有间二甲基苯活泼
活化苯环的基团强弱顺序是N(CH3)2,NH2,NHCOCH3,NH(CH3)3。
比如甲苯是由于甲基的影响,苯环相邻位,相对位上的氢原子更容易被取代,这就是苯环的活化。
苯环是苯分子的结构,为平面正六边形,每个顶点是一个碳原子,每一个碳原子和一个氢原子结合,苯环中的碳碳键是介于单键和双键之间的独特的键,键角均为120°,键长1.40Å。
苯的分子式为C6H6,虽然从碳氢比来看,苯应该显示高度的不饱和性,但苯并不具备不饱和烃的性质,一般情况下,苯不易发生烯烃一类的亲电加成反应,也不被高锰酸钾氧化,易发生苯环的取代反应,如卤化、硝化、磺化、烷基化和酰基化等,这些反应都保持了苯环的原有结构。
也就是说,对于亲电取代是有利的,对亲核是不利的
所以:
1.甲基能使邻对位H活泼?这种说法不正确,只是把邻对位的C位置电子云密度增加了,从而使得亲电取代更加容易
2.不是的!
原因很复杂,随便给你具一个例子,如果是叔丁基的话,会对邻位定位很不利,因为位阻太大了,所以对位更有利
这里不存在绝对的原理,化学不是物理没有公式,只有很多的解释方法,这里包括共振式,如果你写出甲苯的失去一个H以后的共振式,就很明白了,邻对位是稳定态,间位不稳定
(1)邻、对位位定位基 一般来说它们是供电子基(卤素除外),为致活基团,可以通过p-π共轭效应或+I效应向苯环提供电子,使苯环上电子云密度增加,尤其在邻、对位上增加较多。因此取代基主要进入邻、对位。
① 甲基 甲苯中的甲基碳原子为sp3杂化,苯环中碳原子为sp2杂化,sp3杂化的碳原子的电负性弱于sp2杂化的碳原子,因此甲基可通过+I效应向苯环提供电子。同时甲基的三个C—Hσ键与苯环的π键有很小程度的重叠,形成σ-π共轭体系(也称超共轭体系),σ-π共轭体系产生的超共轭效应使C—H键σ电子云向苯环转移。显然,甲基的+I效应和σ-π超共轭效应均使苯环上电子云密度增加,由于电子共轭传递的结果,使甲基的邻、对位上增加的较多。所以,甲苯的亲电取代反应不仅比苯容易,而且主要发生在甲基的邻位和对位。
② 羟基 羟基是一个较强的邻、对位定位基。由于羟基中氧的电负性比碳的电负性强,对苯环表现出吸电子诱导效应(-I),使苯环电子云密度降低。但又由于羟基氧原子上p轨道上的未共用电子对可以与苯环上的π电子云形成p-π共轭体系,使氧原子上的电子云向苯环转移。由于给电子的共轭效应(+C)大于吸电子的诱导效应(-I),所以总的结果羟基使苯环电子云密度增加,尤其是邻、对位增加较多,所以亲电取代反应时,苯酚比苯更为容易,而且取代基主要进入羟基的邻位和对位。
其它与苯环相连的带有未共用电子对的基团,如 等对苯环的电子效应与羟基类似。
③ 卤素 卤素对苯环具有吸电子诱导效应(-I)和供电子p-π共轭效应(+C),由于-I强于+C,总的结果使苯环电子云密度降低,所以卤素对苯环上亲电取代反应有致钝作用,为致钝基团,亲电取代比苯困难。但当亲电试剂进攻苯环时,动态共轭效应起主导作用,供电子的共轭效应(+C)又使卤素的邻位和对位电子云密度高于间位,因此邻、对位产物为主要产物。
(2)间位定位基 间位定位基均是吸电子基,为致钝基团,它们通过吸电子诱导效应和吸电子共轭效应使苯环电子云密度降低,尤其是邻、对位降低的更多,所以亲电取代主要发生在电子云密度相对较高的间位,而且取代比苯困难。
硝基是一个间位定位基,它与苯环相连时,因氮原子的电负性比碳大,所以对苯环具有吸电子诱导效应(-I);同时硝基中的氮氧双键与苯环的大π键形成π-π共轭体系,使苯环上的电子云向着电负性大的氮原子和氧原子方向流动(-C)。两种电子效应作用方向一致,均使苯环上电子云密度降低,尤其是硝基的邻、对位降低的更多。因此,硝基不仅使苯环钝化,亲电取代反应比苯困难,而且主要得到间位产物。
其它间位定位基,如氰基、羧基、羰基、磺酸基等对苯环也具有类似硝基的电子效应。