Proprietatea chimică de bază a hidrocarburilor aromatice este aromaticitatea lor. În general, ele prezintă stabilitate structurală, suferă ușor reacții de substituție electrofilă și sunt mai puțin predispuse la reacții de adăugare și oxidare. Proprietățile specifice sunt următoarele:
Caracteristica de bază: Reacții de substituție electrofilă
Aceasta este cea mai tipică reacție a hidrocarburilor aromatice. În timpul reacției, se păstrează o structură benzenică stabilă. Tipurile comune includ:
Nitrare: benzenul reacționează cu acidul azotic concentrat sub cataliza acidului sulfuric concentrat și încălzire pentru a produce nitrobenzen. Aceasta este o reacție de substituție caracteristică a hidrocarburilor aromatice.
Sulfonare: reacție cu acid sulfuric concentrat, în care atomii de hidrogen din ciclul benzenic sunt înlocuiți cu grupări de acid sulfonic (-SO₃H). Reacția este reversibilă și poate fi utilizată pentru protecția localizării inelului benzenic.
Halogenare: Sub cataliza acizilor Lewis (cum ar fi FeCl₃), atomii de hidrogen din ciclul benzenic sunt înlocuiți cu halogeni pentru a produce hidrocarburi haloaromatice.
Reacția franceză-Crafts: inclusiv alchilarea și acilarea, introducerea grupărilor alchil sau acil în ciclul benzenic sub cataliza AlCl₃ este o metodă importantă pentru prepararea cetonelor aromatice și alchilbenzenelor. Cu toate acestea, alchilarea este predispusă la rearanjare.
Efect de direcție: Substituenții existenți de pe inelul benzenic influențează poziția și reactivitatea substituțiilor ulterioare: grupările donatoare de electroni-(cum ar fi metil și hidroxil) activează inelul benzenic, determinând de preferință substituția la poziția orto/para; grupările-retragătoare de electroni (cum ar fi nitro și carboxil) dezactivează inelul benzenic, cauzând de preferință substituție în poziția meta; halogenii sunt un caz special, dezactivând inelul benzenic, dar totuși duc la substituție orto/para-dirijată.
Reacții de adăugare: Sistemele conjugate de hidrocarburi aromatice sunt stabile, necesitând condiții stricte pentru adăugare, iar procesul de adăugare deseori perturbă structura aromatică.
Hidrogenarea catalitică: Benzenul, la temperatură și presiune ridicată și cu un catalizator, poate adăuga complet hidrogen pentru a forma ciclohexan; hidrocarburile aromatice-condensate, cum ar fi naftalina și antracenul, sunt mai predispuse la adăugare decât benzenul, reacționând de preferință în poziția mai reactivă.
Halogenare fotochimică: benzenul poate adăuga clor sub iradiere luminoasă pentru a forma hexaclorociclohexan, mai degrabă decât să sufere o reacție de substituție.