Sostituzione aromatica elettrofila (EAS) è una reazione fondamentale nella chimica organica in cui un elettrofilo sostituisce un atomo di idrogeno su un anello aromatico. La reattività dell'anello aromatico è significativamente influenzata dai sostituenti già presenti. Questi sostituenti sono classificati come attivando o disattivazione gruppi basati sul loro effetto sul tasso della reazione.
Gruppi attivanti Aumenta la densità elettronica dell'anello aromatico, rendendolo più suscettibile agli attacchi degli elettrofili. Di solito sono gruppi di donazione di elettroni, che possono essere ulteriormente classificati:
* gruppi attivanti forti: Questi gruppi sono potenti donatori di elettroni e aumentano significativamente il tasso di EAS. In genere hanno coppie solitarie di elettroni che possono donare direttamente sul ring. Esempi includono:
* Gruppi alchilici (R-)
* -oh (gruppo idrossilico)
* -nh2 (gruppo amino)
* -or (gruppo alkoxy)
* -nr2 (gruppo dialkylamino)
* Gruppi di attivazione deboli: Questi gruppi sono meno donatori di elettroni rispetto ai forti gruppi attivanti ma aumentano comunque il tasso di EAS. Di solito hanno un doppio legame o un sistema PI in grado di partecipare alla risonanza con l'anello aromatico. Esempi includono:
* -ch =CH2 (gruppo vinile)
* -c6h5 (gruppo fenile)
Gruppi disattivanti Ridurre la densità elettronica dell'anello aromatico, rendendolo meno reattivo verso gli elettrofili. Di solito sono gruppi di trappole per elettroni, che possono essere classificati come:
* Gruppi di disattivazione forti: Questi gruppi sono potenti ritiri di elettroni e riducono significativamente il tasso di EAS. Hanno un forte effetto trainante di elettroni attraverso la risonanza e/o l'effetto induttivo. Esempi includono:
* -no2 (gruppo nitro)
* -so3h (gruppo di acido solfonico)
* -cn (gruppo cyano)
* -cooh (gruppo di acido carbossilico)
* -cor (gruppo carbonile)
* Gruppi disattivanti deboli: Questi gruppi hanno un effetto moderato di trapinatore di elettroni e riducono il tasso di EAS in misura minore rispetto ai forti gruppi di disattivazione. Esempi includono:
* -x (alogeni:f, cl, br, i)
Differenze chiave:
| Caratteristica | Gruppi attivanti | Gruppi disattivanti |
| --- | --- | --- |
| Densità elettronica | Aumenta la densità elettronica | Diminuire la densità elettronica |
| Effetto sul tasso di EAS | Aumenta la velocità di reazione | Ridurre la velocità di reazione |
| Donazione/Prelievo elettronico | Donting elettronico | Electron-WithDrawing |
| Effetti di risonanza | Stabilizzare il carbocalizzazione intermedio | Destabilizzare il carbocalizzazione intermedio |
| Posizione di sostituzione | Ortho/Para Directing | Meta regia |
Note importanti:
* Ortho/para regia: I gruppi di attivazione sono generalmente dirigenti orto/para. Ciò significa che indirizzano l'elettrofilo in arrivo verso le posizioni orto e para a se stesse.
* Meta Directing: I gruppi di disattivazione sono generalmente meta regia. Ciò significa che indirizzano l'elettrofilo in arrivo verso la posizione di posizione per se stessi.
* Halogeni (deattivo debole): Gli alogeni sono un caso speciale. Mentre sono trainanti di elettroni e disattivando, sono ancora orto/para dirigenti a causa delle loro coppie solitarie che partecipano alla risonanza.
Comprendere gli effetti dell'attivazione e della disattivazione dei gruppi è cruciale per prevedere la reattività e la regioselettività delle reazioni di sostituzione aromatica elettrofila. Aiuta a progettare e sintetizzare efficacemente i prodotti desiderati.
