คุณสมบัติทางเคมีหลักของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนคือความอะโรมาติก โดยรวมแล้ว มีความเสถียรทางโครงสร้าง สามารถเกิดปฏิกิริยาทดแทนอิเล็กโทรฟิลิกได้ง่าย และมีแนวโน้มน้อยที่จะเกิดปฏิกิริยาเติมและออกซิเดชัน คุณสมบัติเฉพาะมีดังนี้:
ลักษณะหลัก: ปฏิกิริยาการทดแทนด้วยไฟฟ้า
นี่เป็นปฏิกิริยาทั่วไปของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน ในระหว่างการทำปฏิกิริยา โครงสร้างวงแหวนเบนซีนจะคงตัวไว้ ประเภททั่วไป ได้แก่:
ไนเตรต: เบนซีนทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกเข้มข้นภายใต้การเร่งปฏิกิริยาของกรดซัลฟิวริกเข้มข้นและให้ความร้อนเพื่อผลิตไนโตรเบนซีน นี่คือปฏิกิริยาการแทนที่ลักษณะเฉพาะของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน
ซัลโฟเนชัน: ทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเข้มข้น โดยที่อะตอมไฮโดรเจนในวงแหวนเบนซีนถูกแทนที่ด้วยหมู่กรดซัลโฟนิก (-SO₃H) ปฏิกิริยานี้สามารถย้อนกลับได้และสามารถใช้สำหรับการป้องกันตำแหน่งของวงแหวนเบนซีน
การเกิดฮาโลเจน: ภายใต้การเร่งปฏิกิริยาของกรดลิวอิส (เช่น FeCl₃) อะตอมไฮโดรเจนในวงแหวนเบนซีนจะถูกแทนที่ด้วยฮาโลเจนเพื่อผลิตไฮโดรคาร์บอนฮาโลอะโรมาติก
ปฏิกิริยาแบบฝรั่งเศส-: รวมถึงอัลคิเลชันและเอซิเลชัน การนำหมู่อัลคิลหรือเอซิลเข้าไปในวงแหวนเบนซีนภายใต้การเร่งปฏิกิริยา AlCl₃ เป็นวิธีการสำคัญในการเตรียมคีโตนอะโรมาติกและอัลคิลเบนซีน อย่างไรก็ตาม อัลคิเลชันมีแนวโน้มที่จะจัดเรียงใหม่
ผลที่ตามมา: สารแทนที่ที่มีอยู่บนวงแหวนเบนซีนมีอิทธิพลต่อตำแหน่งและปฏิกิริยาของการแทนที่ในครั้งต่อๆ ไป: หมู่ผู้บริจาคอิเล็กตรอน- (เช่น เมทิลและไฮดรอกซิล) กระตุ้นวงแหวนเบนซีน โดยส่วนใหญ่จะทำให้เกิดการแทนที่ที่ตำแหน่งออร์โธ/พารา อิเล็กตรอน-หมู่ที่ถอนออก (เช่น ไนโตรและคาร์บอกซิล) ปิดการใช้งานวงแหวนเบนซีน โดยเฉพาะอย่างยิ่งทำให้เกิดการแทนที่ที่ตำแหน่งเมตา ฮาโลเจนเป็นกรณีพิเศษ ซึ่งจะปิดการใช้งานวงแหวนเบนซีน แต่ยังคงส่งผลให้เกิดการทดแทนแบบกำหนดทิศทางออร์โธ/พารา-
ปฏิกิริยาการเติม: ระบบคอนจูเกตของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนมีความเสถียร โดยต้องมีเงื่อนไขที่เข้มงวดในการเติม และกระบวนการเติมมักจะรบกวนโครงสร้างอะโรมาติก
การเติมไฮโดรเจนด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา: เบนซีนภายใต้อุณหภูมิและความดันสูงและมีตัวเร่งปฏิกิริยา สามารถเติมไฮโดรเจนได้อย่างสมบูรณ์เพื่อสร้างไซโคลเฮกเซน วงแหวนอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน-ที่ควบแน่น เช่น แนฟทาลีนและแอนทราซีน มีแนวโน้มที่จะเติมมากกว่าเบนซิน โดยจะทำปฏิกิริยาที่ตำแหน่งที่เกิดปฏิกิริยามากกว่า
ฮาโลเจนแบบโฟโตเคมีคอล: เบนซีนสามารถเติมคลอรีนภายใต้การฉายรังสีด้วยแสงเพื่อสร้างเฮกซาคลอโรไซโคลเฮกเซน แทนที่จะเกิดปฏิกิริยาทดแทน