Химические свойства бензольного кольца.

Не смотря на формальное присутствие в бензольном кольце кратных связей, в реакции свойственные олефинам бензол и его производные, за редким исключением, не вступают. Известно только каталитическое гидрирование с образованием насыщенного цикла, восстановление раствором металлического натрия в жидком аммиаке «по Буво-Блану» с образованием 1, 4-циклогексадиена и присоединение молекулярного хлора к бензолу при высокой температуре с образованием гексахлорана (1, 2, 3, 4, 5, 6-гексахлорциклогексана).

Присоединение к ароматической системе энергетически очень не выгодно, так как нарушается ароматическое сопряжение и пропадает весь выигрыш в энергии за счет ароматизации. В отличие от олефинов, ароматические соединения вступают в реакции замещения, протекающие без нарушения ароматической системы.

Реакция электрофильного замещения в ароматическом ряду (S_EAr) имеет много общего с реакцией электрофильного присоединения по кратной связи (Ad_E) и также связана с доступностью для атаки π -электронного облака кольца.

В качестве электрофильной частицы (E⁺) выступают положительно заряженные ионы, постоянные или наведенные диполи местом наименьшей электронной плотности. На первой стадии обратимо генерируется симметричный π -комплекс, за счет частичной подачи электронной плотности на свободную орбиталь электрофила. Далее, π -комплекс перегруппировывается в σ -комплекс с образованием ковалентной связи между электрофилом и одним из атомов углерода кольца. Это самая невыгодная стадия процесса, так как нарушается ароматическое сопряжение. σ -Комплекс быстро выбрасывает Н⁺ и образуется продукт замещения с восстановлением ароматической системы.

Существуют стабильные соединения, являющиеся π -комплексами ароматических соединений. одним из таких соединений является ферроцен. Подобные многослойные структуры иногда называют «сэндвич - структурами».