18.4: 亲电芳香取代:概述

在亲电芳香族取代反应中，亲电子试剂取代芳香族化合物的氢。

通过这些反应可以将许多官能团添加到芳香族化合物中。 所有亲电芳香族取代反应均通过两步机制发生。 第一步，芳环的π系统与亲电子试剂反应，形成芳烃离子，该离子是共振稳定的。 它通常被称为西格玛络合物，因为亲电子试剂与芳环形成西格玛键。

在第二步中，芳烃离子的去质子化恢复芳香性并得到取代的产物。

自由能图显示第一步相对缓慢且吸能，因为环失去了芳香稳定性。 因此，由于其较高的活化自由能，该步骤是速率限制步骤。 第二步是快速且释放能量的，因为它恢复了稳定性，增强了芳香性。 它具有较低的活化自由能。 整个亲电芳族取代是放能反应。

亲电芳烃取代是亲电试剂取代芳烃之一的反应。

这些反应允许将不同的官能团引入芳香环。

在反应机理的第一步，芳香环的π系统攻击亲电试剂，形成电鎓离子，谐振稳定。

雷鎓离子也称为 σ 络合物，因为亲电试剂与芳香环形成 σ 键。

在第二步中，雷鎓离子被去质子化，恢复芳香性并得到取代产物。

从自由能图中可以明显看出，第一步是内侧的，因为环失去了芳香族的稳定性。这一步的激活自由能较高，而且速度较慢。因此，这是确定速率的步骤。

相比之下，第二步是放能的，因为它恢复了系统的芳香族稳定性。它的激活自由能较低且速度快。

总体而言，亲电芳烃取代是放能反应。