الکترون دوست

برعکس، استخلاف‌هایی مانند هیدروکسیل و آمین حلقه آروماتیک را با اثرهای رزونانسی فعال می‌کنند و در این اثر الکترون‌های غیرپیوندی از استخلاف به حلقه داده می‌شود و روی حلقه یک بار منفی ایجاد می‌کنند در نتیجه حلقه در مقابل الکترون دوست‌ها خیلی فعال می‌شود.

هیدروکربن آروماتیک چندحلقه‌ای (به انگلیسی: Polycyclic aromatic hydrocarbon) که به‌طور مختصر با (PAH) نیز نشان داده می‌شوند، به دسته‌ای از هیدروکربن‌های آروماتیک گفته می‌شود که شامل دو یا بیش از دو حلقه بنزنی تشکیل شده باشد. در زیر چند نمونه از این دسته ترکیبات آلی نشان داده شده‌است: در ساختار این ترکیب‌ها چند اتم کربن وجود دارند که مشترک‌اند. هم‌چنین این ترکیب‌های چند حلقه‌ای آروماتیک، بسیاری از خواص شیمیایی بنزن را نشان می‌دهند. این ترکیب‌ها از قاعده هوکل پیروی کرده و مفهوم آروماتیک در مورد آن‌ها صادق می‌باشند. به نظر می‌رسد غیرمستقر بودن حلقوی در هر یک از حلقه‌های بنزن به تنهایی، با وجود اینکه باید حداقل یک پیوند π مشترک داشته باشند، دستخوش دگرگونی قابل توجهی نمی‌شود. واکنش‌های استخلافی‌ الکترون دوستی در این ترکیب‌ها نیز رخ می‌دهد. به‌طور مثال در مورد مولکول نفتالین، واکنش‌های استخلافی‌ الکترون دوستی می‌تواند در دو موقعیت صورت گیرد. البته ترکیب‌های پلی‌سیکلیک به اندازه بنزن پایدار نیستند و تحت شرایط ملایم‌تری نیز وارد واکنش می‌شوند.

تفاوت واکنش‌های بنزن در این است که به جای واکنش افزایشی، واکنش استخلافی انجام می‌دهد. اتم‌های هیدروژن در بنزن از موقعیت یکسانی نسبت به هم برخوردار هستند و از جایگزینی هریک از اتم‌های هیدروژن با یک الکتروندوست محصول مشابهی بدست خواهد آمد. چنین واکنشی را «واکنش استخلافی الکترون‌دوست آروماتیک» گویند. این نوع واکنش‌ها می‌تواند با انواع الکترون دوست‌ها انجام گیرد. به‌طور کلی واکنش‌های جانشینی الکتروندوستی در دو مرحله انجام می‌گیرند. مرحله اول که شامل افزایش الکتروندوست به حلقه آروماتیک است. در این مرحله که مرحله تعیین‌کننده سرعت نیز می‌باشد، جزء الکتروندوست به حلقه بنزنی اضافه شده و آروماتیستی حلقه که عامل اصلی پایداری است، از بین می‌رود. از این رو واکنش شدیداً گرماگیر می‌باشد. کربوکاتیون بدست آمده دارای یکسری فرم‌های رزونانسی می‌باشد. مرحله دوم بسیار سریع رخ می‌دهد و شامل حذف پروتون توسط گونه بازی می‌باشد که در نتیجه آن حالت آرماتیستی به مولکول باز می‌گردد. در واقع واکنش‌های جانشینی الکتروندوستی، همانند افزایش الکتروندوستی، یک فرایند چند مرحله‌ای هستند که در آن یک کربوکاتیون واسطه‌ای دخالت دارد. مرحله تشکیل کربوکاتیون، مرحلهٔ کند و تعیین‌کننده سرعت واکنش می‌باشد. در مراحل بعدی، کربوکاتیون حاصل با از دست دادن پروتون به ترکیب پایدار تبدیل می‌گردد.