题目
萘的亲电取代反应往往发生在α位,那么如何制备β位取代物?
萘的亲电取代反应往往发生在α位,那么如何制备β位取代物?
题目解答
答案
萘的α位活性比β位大,所以取代反应一般得到的是α位产物。原子在空间上有相互干扰作用,因此α-萘磺酸是比较不稳定的,在较高的温度下会转位成β-萘磺酸,因此萘的其他β-衍生物往往通过β-萘磺酸来制取。
解析
考查要点:本题主要考查萘的结构特点及其取代反应的定位规律,重点在于理解α位和β位的活性差异,以及如何通过转位反应制备β位取代物。
解题核心思路:
- 定位规律:萘的α位活性高于β位,因此亲电取代反应通常发生在α位。
- 转位机制:α-萘磺酸因空间位阻和热力学不稳定性,在高温下会发生转位生成β-萘磺酸。
- 应用策略:利用β-萘磺酸作为中间体,进一步制备其他β位取代物。
破题关键点:
- 转位反应的条件(高温)和产物(β-萘磺酸)是制备β位取代物的关键步骤。
- 中间体的稳定性:β-萘磺酸较稳定,可作为后续反应的基础。
步骤1:萘的磺化反应
萘与浓硫酸在高温下发生磺化反应,生成α-萘磺酸(主要产物)。
化学方程式:
$\text{萘} + \text{H}_2\text{SO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{α-萘磺酸}$
步骤2:转位反应
α-萘磺酸因分子内空间位阻和热力学不稳定性,在更高温度下发生转位,生成β-萘磺酸。
化学方程式:
$\text{α-萘磺酸} \xrightarrow{\text{高温}} \text{β-萘磺酸}$
步骤3:制备β位取代物
β-萘磺酸可通过化学反应(如水解、取代等)将磺酸基替换为其他基团,最终得到β位取代的萘衍生物。
示例反应(去磺酸基):
$\text{β-萘磺酸} + \text{NaOH} \xrightarrow{\Delta} \text{β-取代萘衍生物}$