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== 化学性质 == 苯可参与的[[化学反应]]大致有3种:其他基团和苯环的氢原子间发生[[取代反应]];[[加成反应|加成]]到碳=碳键;苯环断裂。 === 取代反应 === {{Main|亲电芳香取代反应}} [[卤素]]、[[硝基化合物|硝基]]、[[磺酸基]]、[[烃基]]等可在一定条件下取代苯环的氢原子,生成相应衍生物。取代基不同以及氢原子位置、数量不同,可以生成不同数量和结构的[[同分異構|同分异构体]]。 苯环电子云密度甚大,在苯环的取代反应大都是[[亲电取代反应]]。亲电取代反应是芳环的代表反应。苯的取代物在亲电取代时,第二取代基的位置与原先取代基的种类有关。 ==== 卤代反应 ==== 苯的[[卤化|卤代反应]]通式可以写成: ::[[File:Benzene Halogenation.svg|400px]] 反应中,[[卤素]]分子在苯和[[催化剂]]共同作用下异裂,X{{sup|+}}进攻苯环,X{{sup|-}}与催化剂结合。以[[溴]]为例:反应要加入[[铁]]粉,铁與溴作用先生成[[溴化铁|三溴化铁]]。 ::<math>\mathrm{FeBr_3 + Br^- \rightarrow FeBr_4^-\,}</math> ::<math>\mathrm{PhH + Br^+ + FeBr_4^- \rightarrow PhBr + FeBr_3 + HBr\,}</math> [[反应机理]]为: ::[[File:BenzeneBrominationMechanism.png|490px|苯发生溴化反应的机理]] 在工业,卤代苯中以[[氯苯|氯]]和[[溴苯|溴]]的取代物最重要。 ==== 硝化反应 ==== 苯和[[硝酸]]經浓[[硫酸]][[催化剂|催化]]可生成[[硝基苯]]: ::[[File:Benzene nitration reaction.svg|400px]] [[硝化反应]]是强烈[[放热反应]],很易生成一取代物,但下步反应较慢。 ==== 磺化反应 ==== 浓[[硫酸]]或者[[发烟硫酸]]在甚高温可将苯[[磺化]]成[[苯磺酸]]。 ::[[File:Benzene sulfuricacid.PNG|400px]] 磺化是可逆反应,苯磺酸加热与稀硫酸或盐酸反应,可失去磺基,生成苯。合成时可以先磺化以保护芳核的某位置。 苯环引入[[磺酸基]]后反应能力下降,不易繼續磺化,需要更高温才能引入第二、第三組磺酸基。这说明硝基、磺酸基都是[[苯环定位效应|钝化基团]],即妨碍再次亲电取代的基团。 ==== 傅-克反应 ==== {{Main|傅里德尔-克拉夫茨反应}} 三氯化鋁催化,苯和[[醇]]、[[烯烃]]和[[卤代烷|卤代烃]]反应,[[烷基]]取代苯环的氢原子生成{{le|烷基苯|Alkylbenzene}}。这反应称为[[傅-克反应|(傅-克)]][[烷基化|烷基化反应]]。<ref>Friedel, C.; Crafts, J. M. ''Compt. Rend.'' '''1877''', ''84'', [http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k30410/f1386.table 1392] {{Wayback|url=http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k30410/f1386.table |date=20190713212244 }} & [http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k30410/f1444.table 1450] {{Wayback|url=http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k30410/f1444.table |date=20170813225618 }}.</ref>例如与[[乙烯]]烷基化生成[[乙苯]]: ::<math>\mathrm{PhH + CH_2=CH_2 \to Ph\!-\!C_2H_5 }</math> 反应过程中,烴基可能会重排:如1-氯丙烷与苯反应生成[[异丙苯]],自由基总是趋向稳定的构型。 强[[路易斯酸]]催化下,苯与[[酰氯]]或者[[酸酐|羧酸酐]]反应,[[酰基]]取代苯环的氢原子生成[[酰基苯]]。反应条件类似烷基化反应。 === 加成反应 === 苯环虽然很稳定,但其[[共价键|双键]]有一定条件也能[[加成反应]]。通常用兰尼[[镍]]/[[钯]]/[[铂]]催化加氢,生成[[环己烷]]。 ::[[File:Benzene hydrogen.PNG|300px]] 此外由苯生成[[六氯环己烷]](六六六)的反应可以在[[紫外线]]照射的条件下,由苯和[[氯|氯气]]加成而得。 ::[[File:Benzene chlorine.PNG|400px]] === 氧化反应 === 苯和其他[[烃]]一样都能燃。[[氧气]]充足时,产物为[[二氧化碳]]和[[水]]。 ::<math>\mathrm{2C_6H_6 + 15O_2 \to 12CO_2 + 6H_2O}</math> [[臭氧]]在特定情况也可氧化苯,生成[[乙二醛]]。这反应可以看作是苯的[[離域電子|离域电子]]定域后生成的[[环烯烃|环状]]多烯烃发生的[[臭氧化反应]]。 但在一般条件下,强[[氧化剂]]不能[[氧化]]苯。但是在[[三氧化钼|氧化钼]]、[[五氧化二钒]]等催化剂存在下,与空气中的氧在500℃反应,苯可选择性氧化成[[顺丁烯二酸酐]]。这是屈指可数的几种能破坏苯的六元碳环系的反应之一。(马来酸酐是五元杂环。) ::<math>\mathrm{2C_6H_6 + 9O_2 \to 2C_4H_2O_3 + 4CO_2 + 4H_2O}</math> 这是强放热反应。 === 其他反应 === 苯在高温下,用[[铁]]、[[铜]]、[[镍]]做催化剂,可以发生[[缩合反应]]生成[[联苯]]。<ref>''Biphenyl(1,1- Biphenyl)''. Wiley/VCH, Weinheim (1991), ISBN 978-3-527-28277-7</ref>和[[甲醛]]及[[次氯酸]]在[[氯化锌]]存在下可生成[[氯甲基苯]]。和[[乙基钠]]等烷基金属化物反应可生成苯基金属化物。在[[四氢呋喃]]中氯苯或溴苯和镁反应可生成苯基[[格氏试剂|格林尼亚试剂]]。
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