介紹芳香化合物親電性取代反應中的原子團：活化親電性試劑

有機化學的基礎356

Introduction of Groups by Aromatic Substitution：Activated Electrophiles

1.        親電性試劑與芳香化合物反應產生碳陽離子會導致芳香化合物分子失去原本的芳香穩定度。因此，啟動苯進行芳香性取代反應的親電性試劑，它的活定一定要比啟動烯進行親電性加成反應的親電性試劑更強。

Anna Netrebko, Verdi: Rigoletto, quartet

2.        芳香化合物親電性取代反應常用的親電性試劑如下表：

3.        像氯分子Cl2這種親電性試劑，它的親電性強度不足以讓苯如我們所期待的速度去進行芳香化合物的親電性加成反應。

4.        不過，如果氯分子先與路易斯酸AlCl3或FeCl3進行反應，這樣製造出來的化合物反應強度就足以使苯進行芳香化合物的親電性加成反應：

5.        一般的親電性試劑很難達到啟動芳香化合物親電性加成反應所需的強度，因此，大部分芳香化合物進行親電性加成反應所需的親電性試劑，是由中性化合物與路易斯酸或阿瑞尼酸反應之後製造出來的。

鹵化反應Halogenation

6.        芳香化合物親電性鹵化反應機制如下：

這個反應將苯製造城氯苯。

7.        氯分子Cl2與路易斯酸AlCl3（電子接收者）反應產生的化合物，是比氯分子反應度更強的親電性試劑。

8.        AlCl3複合物末端的氯（Cl－Cl－AlCl3）是非常強的親電性試劑，為什麼？

9.        讓我們來分析化合物各個原子的極性，首先，AlCl3複合物（Cl－Cl－AlCl3）中間那顆氯Cl的電子被隔壁的鋁搶走，因此中間那顆氯帶正電，那麼與帶正電的氯原子橋接的末端氯原子會如何呢？

10.     末端氯原子將無法鞏固自己的價電子，末端氯原子的電子被中間帶正電的氯原子搶奪而遠離自己，這使得Cl3AlCl－Cl鍵帶有強烈極性，而不是中性的，末端的氯原子Cl超需要電子來彌補缺電的遺憾，這就是強烈親電性的由來。

11.     AlCl3複合物的Cl－Cl鍵帶有強烈極性的部分原因是，Cl－Al鍵弱化了Cl－Cl鍵。某種程度上，AlCl3複合物本身已經帶有二種不同極性的離子對：鋁陰離子與它的反離子氯陽離子。

12.     苯受到親電性攻擊後產生的苯基陽離子，它與親電性試劑鍵結的那顆碳原子，再脫去1顆質子，就會在二個碳原子之間製造出一對未鍵結的電子，這對未鍵結的電子形成π鍵，恢復分子的芳香性。

13.     苯的溴化反應於氯化反應類似，它先將溴分子Br2與FeBr3結合製造出更強的親電性試劑。但是氟分子與碘分子就無法用同樣的方式進行。在接下來的章節我們將介紹氟與碘如何對芳香環進行親電性取代反應。

n   翻譯編寫 Marye Anne Fox, James K. Whitesell《Organic Chemistry》