Основною хімічною властивістю ароматичних вуглеводнів є їх ароматичність. Загалом, вони виявляють структурну стабільність, легко піддаються реакціям електрофільного заміщення та менш схильні до реакцій приєднання та окислення. Конкретні властивості такі:
Основна характеристика: реакції електрофільного заміщення
Це найбільш характерна реакція ароматичних вуглеводнів. Під час реакції зберігається стабільна структура бензольного кільця. Поширені типи включають:
Нітрування: бензол реагує з концентрованою азотною кислотою при каталізі концентрованою сірчаною кислотою та нагріванні з утворенням нітробензолу. Це характерна реакція заміщення ароматичних вуглеводнів.
Сульфування: реакція з концентрованою сірчаною кислотою, де атоми водню в бензольному кільці заміщені групами сульфокислоти (-SO₃H). Реакція оборотна і може бути використана для захисту локалізації бензольного кільця.
Галогенування: під час каталізу кислот Льюїса (таких як FeCl3) атоми водню в бензольному кільці замінюються галогенами з утворенням галоароматичних вуглеводнів.
Французька -реакція Крафтса: включаючи алкілування та ацилювання, введення алкільних або ацильних груп у бензольне кільце за допомогою каталізу AlCl₃ є важливим методом отримання ароматичних кетонів і алкілбензолів. Однак алкілування схильне до перегрупування.
Направляючий ефект: наявні замісники в бензольному кільці впливають на положення та реакційну здатність наступних заміщень: електроно-донорні групи (такі як метил і гідроксил) активують бензольне кільце, переважно спричиняючи заміщення в орто/параположенні; електроно{1}}акцепторні групи (такі як нітро та карбоксильні) дезактивують бензольне кільце, спричиняючи переважно заміщення в метаположенні; галогени є окремим випадком, дезактивуючи бензольне кільце, але все ще призводячи до орто/пара-спрямованого заміщення.
Реакції приєднання: Сполучені системи ароматичних вуглеводнів є стабільними, вимагають суворих умов для приєднання, і процес приєднання часто порушує ароматичну структуру.
Каталітичне гідрування: бензол під високою температурою та тиском і з каталізатором може повністю додавати водень з утворенням циклогексану; ароматичні вуглеводні з конденсованим -кільцем, такі як нафталін і антрацен, більш схильні до приєднання, ніж бензол, переважно реагуючи в більш реакційноздатному положенні.
Фотохімічне галогенування: бензол може додавати хлор під світловим опроміненням з утворенням гексахлорциклогексану, а не піддаватися реакції заміщення.