1) $ \ce {NO+2}$ eléctrofilo.
Sí
2) El anillo de benceno está unido a un grupo activador, por lo que las meta posiciones se enriquecen y el electrófilo tiene posibilidades de atacar al orto/para posiciones.
El efecto del sustituto en su ejemplo es probablemente similar al efecto de un grupo metilo ( por ejemplo. sustituir un hidrógeno de metilo por un grupo de metoxi no tendrá un gran efecto en la capacidad de donación de electrones del sustituto). Mira las tasas relativas de nitración en la siguiente figura.
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( fuente de la imagen )
Vemos que en el tolueno el orto y para posiciones reaccionan 43 y 55 veces (estos dos números están bastante cerca) más rápido que en el benceno, mientras que la velocidad de reacción en el meta La posición cambia poco con respecto al benceno. Esto es consistente con la capacidad de pi-donación de un grupo metilo que añade densidad de electrones al orto y para posiciones que las hacen más atractivas para ser atacadas por un electrófilo.
3) orto la posición es más estérilmente obstaculizada, por lo tanto para - mayor producto y orto producto menor.
Mira la tasa relativa de la orto posición en t -butil-benceno, aquí los factores estéricos definitivamente juegan un papel en la desaceleración del ataque al orto posición. En comparación, el grupo metilo (y su sustituto) no es muy grande y puede reducir ligeramente la velocidad de reacción en el orto posición en el tolueno (43 contra 55 en lugar de que ambos números sean 55) o su ejemplo.
Otro factor a considerar es de naturaleza estadística, hay dos orto posiciones, pero sólo una para posición. Así que, si todo lo demás fuera igual, esperaríamos el doble orto producto como para producto.
En resumen,
- el efecto de donación de electrones del sustituto aumenta la tasa en la orto y para posiciones a un grado similar
- Los factores estéricos podrían reducir la tasa en la orto posicionar una pequeña cantidad
- los factores estadísticos favorecen el doble de ataque en el orto posición en comparación con la para posición
Este efecto estadístico es el mayor de los tres y es consistente con el orto siendo el isómero el producto principal.
Una última nota de advertencia. Cuando discutimos las tasas de reacción estamos realmente discutiendo la cinética - qué producto se formará más rápido. Sin embargo, la sustitución aromática electrofílica es un proceso de equilibrio. Si se permite que la reacción se lleve a cabo a alta temperatura, o durante mucho tiempo, entonces la termodinámica puede tomar el control y podemos terminar con una composición del producto basada en la estabilidad relativa del producto en lugar de los factores cinéticos.
