La propiedad química principal de los hidrocarburos aromáticos es su aromaticidad. En general, exhiben estabilidad estructural, sufren fácilmente reacciones de sustitución electrófila y son menos propensos a reacciones de adición y oxidación. Las propiedades específicas son las siguientes:
Característica central: reacciones de sustitución electrofílica
Esta es la reacción más típica de los hidrocarburos aromáticos. Durante la reacción, se conserva una estructura de anillo de benceno estable. Los tipos comunes incluyen:
Nitración: el benceno reacciona con ácido nítrico concentrado bajo catálisis de ácido sulfúrico concentrado y calentamiento para producir nitrobenceno. Esta es una reacción de sustitución característica de los hidrocarburos aromáticos.
Sulfonación: Reacción con ácido sulfúrico concentrado, donde los átomos de hidrógeno en el anillo de benceno se reemplazan por grupos de ácido sulfónico (-SO₃H). La reacción es reversible y puede usarse para la protección de localización del anillo de benceno.
Halogenación: bajo la catálisis de ácidos de Lewis (como FeCl₃), los átomos de hidrógeno en el anillo de benceno se reemplazan por halógenos para producir hidrocarburos haloaromáticos.
Reacción de artesanía francesa-: incluida la alquilación y la acilación, la introducción de grupos alquilo o acilo en el anillo de benceno bajo catálisis de AlCl₃ es un método importante para preparar cetonas aromáticas y alquilbencenos. Sin embargo, la alquilación es propensa a la reordenación.
Efecto director: los sustituyentes existentes en el anillo de benceno influyen en la posición y la reactividad de las sustituciones posteriores: los grupos donadores de electrones (como metilo e hidroxilo) activan el anillo de benceno, causando preferentemente la sustitución en la posición orto/para; los grupos -aceptores de electrones (como nitro y carboxilo) desactivan el anillo de benceno, provocando preferentemente una sustitución en la posición meta; los halógenos son un caso especial, ya que desactivan el anillo de benceno pero aún dan como resultado una sustitución orto/para-dirigida.
Reacciones de adición: Los sistemas conjugados de hidrocarburos aromáticos son estables, requieren condiciones estrictas para la adición y el proceso de adición a menudo altera la estructura aromática.
Hidrogenación catalítica: el benceno, a alta temperatura y presión y con un catalizador, puede agregar completamente hidrógeno para formar ciclohexano; Los hidrocarburos aromáticos de anillo- condensados, como el naftaleno y el antraceno, son más propensos a la adición que el benceno y reaccionan preferentemente en la posición más reactiva.
Halogenación fotoquímica: el benceno puede agregar cloro bajo irradiación ligera para formar hexaclorociclohexano, en lugar de sufrir una reacción de sustitución.