Osnovno kemijsko svojstvo aromatskih ugljikovodika je njihova aromatičnost. Sveukupno, oni pokazuju strukturnu stabilnost, lako podliježu reakcijama elektrofilne supstitucije i manje su skloni reakcijama adicije i oksidacije. Specifična svojstva su sljedeća:
Osnovna karakteristika: Reakcije elektrofilne supstitucije
Ovo je najtipičnija reakcija aromatskih ugljikovodika. Tijekom reakcije očuvana je stabilna struktura benzenskog prstena. Uobičajene vrste uključuju:
Nitriranje: Benzen reagira s koncentriranom dušičnom kiselinom pod katalizom koncentriranom sumpornom kiselinom i zagrijavanjem da bi proizveo nitrobenzen. Ovo je karakteristična reakcija supstitucije aromatskih ugljikovodika.
Sulfoniranje: Reakcija s koncentriranom sumpornom kiselinom, gdje su vodikovi atomi u benzenskom prstenu zamijenjeni skupinama sulfonske kiseline (-SO₃H). Reakcija je reverzibilna i može se koristiti za lokalizaciju zaštite benzenskog prstena.
Halogeniranje: Pod katalizom Lewisovih kiselina (kao što je FeCl3), atomi vodika u benzenskom prstenu zamijenjeni su halogenima da bi se proizveli haloaromatski ugljikovodici.
French-Craftsova reakcija: uključujući alkilaciju i acilaciju, uvođenje alkilnih ili acilnih skupina u benzenski prsten pod AlCl3 katalizom važna je metoda za pripremu aromatskih ketona i alkilbenzena. Međutim, alkilacija je sklona preraspodjeli.
Usmjeravajući učinak: Postojeći supstituenti na benzenskom prstenu utječu na položaj i reaktivnost naknadnih supstitucija: skupine koje doniraju elektron- (kao što su metil i hidroksil) aktiviraju benzenski prsten, prvenstveno uzrokujući supstituciju na orto/para poziciji; skupine koje privlače elektron- (kao što su nitro i karboksil) deaktiviraju benzenski prsten, prvenstveno uzrokujući supstituciju na meta poziciji; halogeni su poseban slučaj, deaktiviraju benzenski prsten, ali još uvijek rezultiraju orto/para-usmjerenom supstitucijom.
Adicijske reakcije: konjugirani sustavi aromatskih ugljikovodika su stabilni, zahtijevaju stroge uvjete za dodavanje, a proces dodavanja često remeti aromatsku strukturu.
Katalitičko hidrogeniranje: benzen, pod visokom temperaturom i tlakom i uz katalizator, može potpuno dodati vodik da nastane cikloheksan; aromatski ugljikovodici s kondenziranim -prstenom kao što su naftalen i antracen skloniji su adiciji od benzena, preferirano reagirajući na reaktivnijem položaju.
Fotokemijsko halogeniranje: benzen može dodati klor pod svjetlosnim zračenjem kako bi se formirao heksaklorocikloheksan, umjesto da prolazi reakciju supstitucije.