الخاصية الكيميائية الأساسية للهيدروكربونات العطرية هي رائحتها العطرية. بشكل عام، فإنها تظهر استقرارًا هيكليًا، وتخضع بسهولة لتفاعلات الاستبدال الإلكتروفيلية، وتكون أقل عرضة لتفاعلات الإضافة والأكسدة. الخصائص المحددة هي كما يلي:
السمة الأساسية: تفاعلات الاستبدال الكهربي
هذا هو التفاعل الأكثر شيوعًا للهيدروكربونات العطرية. أثناء التفاعل، يتم الحفاظ على بنية حلقة البنزين المستقرة. تشمل الأنواع الشائعة ما يلي:
النتروجين: يتفاعل البنزين مع حمض النيتريك المركز تحت تحفيز وتسخين حمض الكبريتيك المركز لإنتاج النيتروبنزين. هذا هو رد فعل استبدال مميز للهيدروكربونات العطرية.
السلفنة: التفاعل مع حمض الكبريتيك المركز، حيث يتم استبدال ذرات الهيدروجين الموجودة في حلقة البنزين بمجموعات حمض السلفونيك (-SO₃H). التفاعل قابل للعكس ويمكن استخدامه لحماية توطين حلقة البنزين.
الهلجنة: تحت تحفيز أحماض لويس (مثل FeCl₃)، يتم استبدال ذرات الهيدروجين في حلقة البنزين بالهالوجينات لإنتاج الهيدروكربونات الهالوية العطرية.
تفاعل الحرف الفرنسي-: بما في ذلك الألكلة والأسيلة، يعد إدخال مجموعات الألكيل أو الأسيل في حلقة البنزين تحت تحفيز AlCl₃ طريقة مهمة لتحضير الكيتونات العطرية وألكيل بنزين. ومع ذلك، الألكلة عرضة لإعادة الترتيب.
التأثير التوجيهي: تؤثر البدائل الموجودة في حلقة البنزين على موضع وتفاعلية البدائل اللاحقة: تعمل المجموعات المتبرعة بالإلكترون -(مثل الميثيل والهيدروكسيل) على تنشيط حلقة البنزين، مما يؤدي بشكل تفضيلي إلى الاستبدال في موضع ortho/para؛ تعمل مجموعات سحب الإلكترون - (مثل النيترو والكربوكسيل) على إلغاء تنشيط حلقة البنزين، مما يؤدي بشكل تفضيلي إلى الاستبدال في الموضع التعريفي؛ تعتبر الهالوجينات حالة خاصة، حيث يتم إلغاء تنشيط حلقة البنزين ولكن لا يزال يؤدي إلى الاستبدال المباشر لأورثو/بارا-.
تفاعلات الإضافة: الأنظمة المترافقة للهيدروكربونات العطرية مستقرة، وتتطلب شروطًا صارمة للإضافة، وغالبًا ما تؤدي عملية الإضافة إلى تعطيل البنية العطرية.
الهدرجة الحفزية: يمكن للبنزين، تحت درجة حرارة وضغط مرتفعين وباستخدام محفز، إضافة الهيدروجين بالكامل لتكوين الهكسان الحلقي؛ تعتبر الهيدروكربونات العطرية-الحلقية المكثفة مثل النفثالين والأنثراسين أكثر عرضة للإضافة من البنزين، وتتفاعل بشكل تفضيلي في الموضع الأكثر تفاعلاً.
الهلجنة الضوئية الكيميائية: يمكن للبنزين إضافة الكلور تحت إشعاع الضوء لتكوين سداسي كلورو حلقي الهكسان، بدلاً من الخضوع لتفاعل استبدال.