單環親電取代反應定位規律

由單環芳烴的親電取代反應可以看出，當芳環上已有取代基時，新引入基團是否容易，進入哪個位置，主要由芳環原來取代基的性質所決定。我們把芳環上原來具有的取代基叫做定位基，定位基支配新的取代基進入芳環的位置和定位能力大小稱為定位效應或定位規則。而定位基團又可以分為兩種：鄰、對位定位基和間位對位基，並且不同的定位基的定位能力大小也是不同的，而對於定位規律的理論解釋則要通過電子效應與空間效應共同解釋。

主要內容

定位規律

當在單環芳烴苯環引入新的取代基時，取代基的位置主要由芳烴苯環上原有的基團決定，該基團稱為定位基。根據定位基決定新基團的位置可以把定位基分為鄰、對位定位基和間位對位基兩類，並且同類定位基也具有不同的定位能力。

定位基

當在單環芳烴苯環引入新的取代基時，取代基的位置主要由芳烴苯環上原有的基團決定，該基團稱為定位基。

一、鄰、對位定位基

鄰、對位定位基又稱為第一類定位基、它使新的取代基主要進入它的鄰位和對位（鄰+對>60%），主要基團如下：（能力有強到弱依次排列）

—O，—NR2，—NHR，—NH2，—OH，—OCH3，—NHCOR，

—OCOR，—C6H5，—R，—X

這類定位基主要有以下三個特點：（1）、這些取代基與苯環直接相連的原子都是飽和的且多數有孤電子對或帶負電荷；（2）、除鹵素外，這類定位基均能使苯環上電子云密度升高，使苯環活化因此這些定位基又稱為活化基；（3）、這些取代基（除鹵苯外）的親電取代反應活性比苯高，反應速率比苯快。同時這些基團與芳環相連的原子(除R和Ph外)都有未共用電子對，可以芳環發生P－超共軛，使芳環上電子云密度增加。使得新的定位基容易進入該基團的鄰位和對位。

二、間位定位基

間位定位基又稱為第二類定位基，它能使新的基團主要進入它的間位（間位>40%），其定位能力有強到弱次序大致如下：

－+NH3，－NO2，－CN，－COOH，－SO3H，－CHO，－COR，－COOR，－CONH2

這類定位基有以下三個特點：（1）、這些取代基與苯環直接相連的原子一般都是不飽和的（重鍵的另一端是電負性較大的元素）或帶正電荷（也有例外）；（2）、這類取代基均能使苯環上電子云密度降低，使苯環鈍化，因此這類取代基又稱為鈍化基；（3）、這些取代基的親電取代反應活化性比苯低，反應速度比苯慢。間位定位基(除帶正電荷的－+NH3外)都是由電負性較大的原子組成，且含有不飽和鍵，可以與芳環發生－共軛，使芳環電子云密度降低。

主要的取代基分類

定位效應	基團		速率效應
鄰; 對; 位; 基	最強	—O	活; 化; 基
	強	–N(CH3)2、–NHCH3、–NH2
	中	–OCOCH3、–NHCOCH3
	弱	–C6H5、–CH3
		–F、–Cl、–Br、–I	鈍; 化; 基
間; 位; 基	強	–CCl3、–CN、–SO3H、–COOCH3、–CONH2
	最強	–N(CH3)3

定位規律的理論解釋

親電取代反應的定位規律可從反應物的電子效應和s－絡合物的穩定性兩方面去解釋。對苯環來說，環上電子云密度是平均分布。但當引入一個取代基後，由於取代基的影響(供電子或吸電子)，會使苯環上電子云密度分布發生變化。由於苯環共軛鏈的傳遞作用，一般使電子云密度出現交替分布的現象。結果造成苯環各位置上發生親電取代反應的難易程度不同。

取代基的影響

在甲苯中，無論從誘導效應還是共軛效應，甲基都表現為供電子性，使苯環上電子云密度增加，更有利於親電試劑的進攻。所以說，甲基使苯環活化。但由於在共軛體系中，電子云的傳遞是交替極化，即使甲基的鄰位和對位上電子云密度增加的更多些，所以親電試劑主要進攻鄰位和對位。從反應歷程和s－絡合物的穩定性看：由反應歷程看，s－絡合物越穩定，反應的活化能越小，越容易反應。當親電試劑進攻甲苯時，可能形成三種s－絡合物，當親電試劑進攻鄰、對位時，甲基與帶部正電荷的碳相連，使正電荷得到分散，這兩種絡合物就較穩定，而進攻間位時，正電荷得不到分散，就不穩定。絡合物越穩定，過渡態就也穩定，活化能就越低。

間位定位基的影響

以硝基苯為例：由於N、O的電負性大於碳，誘導效應使芳環上電子云密度降低，用“－I”表示。從共軛效應看，硝基有一個π34鍵，當它與苯環相連時，就與苯環的大p鍵發生p－p共軛，形成π109大共軛體系。在這個大共軛體系中，由於氧的電負性較大，使共軛體系中電子云向氧一邊偏移，表現為吸電子性。用“－C”表示。總的結果是：誘導和共軛方向一致，都使苯環電子云密度降低。親電取代比苯更難。與硝基苯相似的還有苯磺酸、苯甲酸、苯甲腈等。

空間效應

空間效應當又稱空間阻礙效應或空間位阻效應。是分子中原有基團對新引入基團產生的一種空間阻礙作用。當苯環上原有的定位基的空間位阻與新引入基團的空間位阻都對產物異構的分布產生一定影響。