Бензол ориентирующее влияние заместителей

Бензол — ароматическая система. Электронное строение молекулы бензола. Понятие ароматичности . Гомология и изомерия ароматических углеводородов. Номенклатура. Способы получения бензола и его гомологов. Химические свойства. Реакции электрофильного замещения. Механизм реакции, я- и о-Комплексы. Два типа ориентантов (I и П рода). Механизм ориентирующего влияния заместителей. [c.171]

Несомненно, понимание реакции нитрования играет большую роль в углублении представлений учащихся об ориентирующем влиянии заместителей в бензоле. [c.120]

Механизм ориентирующего влияния заместителей. В молекуле бензола имеет место совершенно равномерное распределение электронной плотности. Присутствие заместителя нарушает эту равномерность. Появляется чередующаяся полярность углеродных атомов, не угасающая по всему кольцу. Это так называемый альтернирующий эффект. [c.410]

Таблица 10.1 ОРИЕНТИРУЮЩЕЕ ВЛИЯНИЕ ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ В БЕНЗОЛЕ

Ориентирующее влияние заместителя может пока что рассматриваться независимо от его общего влияния. Как Уже упоминалось, оно вследствие явно наблюдаемой закономерности более привлекало к себе внимание химиков, чем общее влияние. Кроме того, для препаративных работ было важнее знать, в каких количествах образуются возможные изомеры, чем знать, легче или труднее самого бензола замещается данное его производное. Относительно введения второго заместителя в бензольное ядро, несмотря на наличие бесчисленных препаративных работ, имеются лишь немногие количественные измерения, которые можно принимать во [c.512]

Направляющее влияние заместителей (правила замещения в бензольном ядре). В незамещенном бензоле реакционная способность всех шести атомов углерода в реакциях замещения одинакова заместители могут становиться взамен водорода к любому углеродному атому. Если же в бензольном ядре уже имеется заместитель, то под его влиянием состояние ядра изменяется и положение, в которое вступает любой новый заместитель, зависит от природы первого заместителя. Из этого следует, что каждый заместитель в бензольном ядре проявляет определенное направляющее (ориентирующее) влияние и способствует введению новых заместителей лишь в определенные по отношению к себе положения. [c.334]

Влияние заместителей на реакционную способность гетероциклических ядер подобно влиянию заместителей в бензоле. Так, лг-ориентирующие заместители до некоторой степени затрудняют дальнейшее замещение, а два таких заместителя очень сильно его затрудняют. Например, фуран-2,5-дикарбоновую кислоту не удается нитровать, сульфировать и галогенировать. Алкильные и арильные группы, галогены в качестве заместителей и конденсация с бензольными кольцами оказывают сравнительно небольшое влияние на легкость замещения. Гидроксильные и аминогруппы облегчают замещение однако соединения, содержащие эти группы, существуют либо в другой таутомерной форме, либо очень неустойчивы (см. стр. 195), поэтому о их реакциях замещения мало известно. [c.166]

Если различные заместители характеризуются эффектами, противоположными по знаку, то может произойти компенсация, особенно если эти заместители находятся в орто- или пара-положении и происходит сопряжение ориентирующих влияний. Так, поведение п-нитрофенола (XV) по отношению к электрофильным атакам приближается к поведению бензола. Влияния нитрогруппы и гидроксила взаимно нейтрализуются. [c.168]

Задача 11.1. Бифенил С Н5-С Н5 можно рассматривать как молекулу бензола, содержащую фенильную группу в качестве заместителя. Напишите резонансные структуры соответствующего а-комплекса, поясните тип ориентирующего влияния фенила в реакциях 8 Аг. орто-, пара- или мета-. [c.505]

Детально изучено влияние заместителей в ароматическом кольце на направление сульфирования. Обычно в замещенных бензолах имеющаяся группа направляет замещение в орто- или пара- или в жега-положение, причем орго-лара-ориентанты активируют, а жега-ориентанты дезактивируют кольцо. Исключение из этого правила составляют галогены, они дезактивируют кольцо, но направляют замещение в орто- или лара-положение. орто-пара-Ориентантами служат алкильные, алкоксильные, гидроксильные и алкилтиогруппы и галогены. Нитро-, сульфонильная, карбонильная, трифторметильная и аммониевая группы направляют замещение в жета-положение. Для аминогруппы свойственна двойственная направляющая способность, поскольку комплексообразование по азоту превращает свободную орто-лара-ориентирующую активирующую аминогруппу в жега-ориентирующую дезактивирующую аммониевую группу. По этой причине при сульфировании анилина олеумом количество жет-продукта возрастает при увеличении содержания триоксида серы [3]. [c.513]

Замещающие группы не только направляют (ориентируют) второй заместитель, но и оказывают влияние на подвижность атомов водорода, связанных с бензольным кольцом. Заместители второго рода уменьшают подвижность этих атомов, а заместители первого рода усиливают ее. Так, гомологи бензола, например толуол и ксилол, нитруются легче, чем сам бензол. [c.443]

Доказательством подобного механизма может служить тот факт, что арилирование не сопровождается изотопным эффектом, т. е. дейтерий и тритий замещаются с той же скоростью, что и протий, откуда следует, что разрыв связи углерод — водород не является стадией, лимитирующей скорость реакции. Относительное изменение реакционной способности монозамещенных бензола в случае гомолитической атаки выражено значительно слабее, чем в случае атаки электрофильными (см. стр. 154) и нуклеофильными (см. стр. 168) реагентами. По реакционной способности в отношении гомолитической атаки все монозаме-щенные бензола различаются не более чем в десять раз, причем большинство из них, независимо от природы заместителя, атакуется легче, чем сам бензол. Ориентирующее влияние заместителя при гомолитическом замещении также выражено слабее, чем при электрофильной атаке, и все заместители — как электронодонорные, так и электроноакцепторные, несколько облегчают гомолитическую атаку в орто- и пара-положения, по-видимому, за счет возможности делокализации. [c.304]

Это очень напоминает ситуацию, имеющую место при элек-трофильном замещении в хлорбензоле (стр. 160), когда преимущественное орто-пара-ориентирующее влияние заместителя (преимущественная стабилизация переходных состояний, соответствующих орто- и пара-замещению, за счет взаимодействия пеподеленных электронных пар атома хлора с системой зх-орби-талей ароматического кольца) сопровождается общим уменьшением скорости замещения по сравнению со скоростью замещения в самом бензоле (сильный индуктивный эффект атома хлора способствует общей дезактивации ароматического кольца и снижению его реакционной способности в отношении реакций электрофильного замещения). [c.181]

Планируя синтезы замещенных бензолов, особенно важно принимать во внимание ориентирующее влияние заместителя, уже присутствующего в кольце. Например, хлорирование нитробензола дает л -хлорнитробензол, тогда как питрованве хлорбензола — смесь о- и п-хлорнитробензолов. Следовательно, если исходить из бензола, то для получения лета-изомера нитрование должно предшествовать хлорированию, а для получения ортпо- и иара-изомеров, наоборот, оно должно следовать за хлорированием. [c.623]

При аналогичном пересчете большого числа замещающих групп и атомов амЛ риканскне авторы получили таблицу остаточных зарядов и ориентирующих влияни заместителей в бензоле [c.38]

Количественная оценка ориентирующего влияния заместителей основывается на вычислении величин так называемых факторов парциальных скоростей. Этот термин был введен К. Ингольдом в 1930-х гг. Фактор парциальной скорости — это отношение скорости реакции замещения в орто-, мета- или пара-положе-нии молекулы С6Н5Х к скорости замещения бензола. Например, в уксусном ангидриде при 30 С толуол нитруется в 27 раз быстрее бензола, и образуется 58,1% орто-нитротолуола следовательно, фактор парциальной скорости для орто-замещения в толуоле 0 ) равен 47 [c.423]

Ориентирующее влияние заместителей. Реакции электрофильного замещения протекают не только с бензоло.м и его гомологами, но и с различными иными производными бензола, причем в зависимости от характера производного, т. е. от наличия в нем тех или иных атомов или групп, эти реакций протекают с различной степенью легкости и с введением новых заместителей в различные положения ароматического ядра по отношению к уже имеющимся заместителям. [c.114]

Ориентирующее влияние заместителей показано в табл. 10.1. Отличительная особенность -реакций для СвНзХ заключается в том, что для орто- и пара-ориентирующих заместителей Ъ эти реакции протекают быстрее, чем для бензола, а для жта-ориентирующих заместителей — медленнее, чем для бензола. Наиболее важное исключение из этого правила — атомы галогенов, которые, хотя и являются орто,пара-ориеитантами, тем не менее дезактивируют ароматическое ядро по отношению к электрофиль-ному замещению. Активирующее влияние разных групп можно сравнить [c.228]

Скорость реакции радикального арилирования бензола возрастает при введении в его молекулу заместителей любого характера, причем заместитель ориентирует вступающий заместитель преимущественно в орто- и пара-положения. Так, нитробензол и анизол фенилируются примерно в три раза быстрее бензола, образуя о- и п-фенилпроизводные с некоторым преобладанием орто-замещенных. Эта специфика влияния заместителей при радикальном замещении объясняется тем, что стабильность радикального ст-комплекса зависит прежде всего от делокализации в нем неспаренного электрона. При этом и электроноакцепторные и электронодонорные заместители, находящиеся в орто- и лара-положе-нии к месту радикальной атаки, увеличивают делокализацию неспаренного электрона в ст-комплексе и тем самым повышают стабильность и облегчают его образование [c.226]

П И р ИД И н. Нитрование пиридина протекает значительно труднее, чем нитрование бензола, и в гораздо более жестких условиях. Поведение пиридина в. реакции нитрования, как и в других реакциях электрофильного замещения, напоминает поведение нитробензола при этих реакциях вводимая в ядро пиридина группа всегда вступает в р-положение, т. е. атом азота в кольце пиридина оказывает такое же ориентирующее влияние, как N02-гpyппa в нитробензоле, направляя вступающий заместитель в ж-положение. Для введения нитрогруппы в ядро пиридина нитрование надо вести при 330°, причем к раствору пиридина в олеуме (18% 50з), т. е. к сернокислому пиридину, добавляется по каплям раствор азотнокислого калия в дымящей азотной кислоте, причем даже в столь жестких условиях выход р-нитропиридина составляет всего лишь 15% [c.59]

Вопросом о влиянии заместителей в ядре бензола на способность атомов водорода к замещению нитрогруппой занимались Ингольд и Шоу . Найденный ими коэфициент активирования (Р) атомов водорода представляет собой отношение числа молекул данного соединения, подвергающихся нитрованию в определенном положении в единицу времени, к числу молекул, которые подвергались бы нитрованию у того же углеродного атома в единицу времени, если бы ориентирующее влияние отсутствовало. Так, известно, что при нитровании толуола получается 59% о-, 37% р- и 4% т-нитропроиз-водного, меаду тем как при нитровании смеси толуола и бензола Ингольд нашел, что (коэфиц. активир. в о-положение) = 27,6, / р=34,6, а = 2,1. Таким образом, наличие метильной группы повышает реакционную способность о- и р-атомов водорода прнбли- [c.206]

Заместители, уже имеющиеся в пятичленном гетероциклическом кольце, так же, как и в случае замещенных бензолов, обладают определенным ориентирующим действием. Например, алкильные группы способствуют атаке электрофила по орто- и яа/>а-положениям, нитрогруппа —- по лета-положению, хотя, строго говоря, эти термины не могут быть применены в случае пятичленных гетероциклических соединений. Склонность к преимущественному замещению по а-положению доминирует над направляющим влиянием заместителей во многих случаях, а продукты реакции замещения, образование которых обусловленно таким влиянием, обычно являются минорными по сравнению с продуктами замещения по свободному а-положению. Направляющее влияние заместителей менее всего проявляется в случае фурана. [c.306]

Относительная реакционная способностъ различных положений бензольного кольца в замещенном бензоле носит название позиционной, или внутримолекулярной, селективности ориентирующего эффекта заместителя. Изучение позиционной селективности в реакциях нитрования и галогенирования на количественном уровне впервые было проведено голландским химиком А. Голлеманом на рубеже XIX и XX вв. Голлеман сформулировал основные эмпирические закономерности, которые 25 лет спустя получили теоретическую интерпретацию в работах Р. Робинсона, К. Ингольда и других ученых. Согласно Голлеману, все заместители по своему ориентирующему влиянию можно разделить на две большие хруппы. Одна группа заместителей ориентирует входящую группу преимущественно в орто- и иара-положение. Другая группа заместителей ориентирует входящую группу преимущественно в ле/яа-положение. Первая группа получила название ориентантов I рода, а вторая — ориентантов II рода. [c.415]

Зная относительную скорость нитрования данного алкил-бензола (по отношению к бензолу) и состав образующейся при этом реакционной смеси, можно определить так называемые факторы парциальной скорости Последние обозначаются как /о /м и /п и представляют собой скорости замещения в о- м-и -положения, отнесенные к скорости замещения в одно из шести положений незамещенного бензола, принятой за единицу Факторы парциальных скоростей дают возможность количественно оценить ориентирующее влияние данного заместителя Для данного алкилбензола/о,/ и / вычисляют, умножая общую относительную скорость на доли продуктов, получаемых в результате соответственно о-, м- и -замещения, и вводя поправку на статистический фактор, зависящий от числа равноценных положений, доступных для замещения (в бензольном кольце их 6, в монозамещенных бензолах-по 2 для о- и м-и 1-для и-изомеров) [c.127]

I Согласованная ориентация. При наличии в бензоль-м ядре двух заместителей их ориентирующее влияние мо-быть согласованным, когда они направляют третий замес-ель в одно и то же положение. Это характерно для л-двуза- щенных, в которых оба заместителя принадлежат к одному ду (безразлично, к первому или второму), и для о- и л-двуза-ещенных, содержащих заместители различных родов. [c.233]

Расчет парциальных скоростей может быть распространен на полизамещенные бензолы. С этой целью предполагается, что вклад каждого заместителя в ориентирующее влияние постоянен, и их суммарное действие аддитивно, т. е. фактически принимается, что заместители не оказывают существенного влияния друг на друга. Можно показать [29], что фактор парциальной скорости для данного положения определяется произведением факторов парциальных скоростей с учетом всех заместителей и их положения. Так, в пара-ксилоле факторы парциальных скоростей для любого свободного положения идентичны и определяются произведением [c.129]

Влияние галогенов как заместителей долгое время рассматривалось как аномальное. Хлор-, бром- и иодбензолы менее реакционноспособны, чем бензол, но подвергаются преимущественному замещению в орто- и пара. положения. Фторбензол также замещается в орто- и геара-положения, а ио реакционной способности примерно равен бензолу. Все другие заместители, которые ориентируют в орто- и ,ара-положения, активируют ароматическое ядро ). Интересное влияние галогенов зависит от взаимодействия индуктивного и слабого резонансного эффектов. Галогенбензолы обладают дипольным моментом с отрицательным концом па галогене, но момент этот ниже, чем у соответствующих алкилгалогенидов. Очень упрощенное объяснение припп-. сывает этот результат частичной компенсации полярности а-связи С—X путем некоторого использования неноделенных р-электронов галогена за счет [c.359]

Влияние заместителей, имеющихся в ароматическом кольце и вступающих в него, можно проследить по количеству и соотношению образующихся изомеров. Так, изучение изомерного состава фракций дизамещенных бензола и его производных показало, что при алкилировании хлор- и бромбензолов пропиленом в присутствии серной кислоты и фтористого водорода образуются главным образом орто- и параизомеры (см. табл. 1). Количество метаза-мещенных составляет 1—2% для хлорбензола и повышается до 11% для бромбензола. При алкилировании бензола и изопропилбензола пропиленом содержание метаизомера достигает 45% от веса фракции. Это показывает, что в изучаемом процессе соблюдается эмпирическое правило Голлемана об ориентирующей силе групп, которые можно расположить в ряд [c.35]

На ориентирующее действие заместителей определенное влияние оказывают пространственные факторы, затрудняющие в первую очередь ортозамещения. Нашими работами ио алкилированию бензола олефинами среднего молекулярного веса было показано, что с увеличением длины цепи олефина выпде определенного предела не только затрудняется ортозамещение, но также наблюдается значительное затруднение вхождения второй и последующих алкильных груин в бензольное кольцо. [c.390]

Для синтеза бензолов, содержащих два заместителя, порядок, в котором вводятся эти заместители, имеет особое значение. При этом необходимо учитывать как различные методы введения функциональной группы в ароматическое ядро, так и ориентирующее влияние уже имеющегося заместителя. Для того чтобы получить конкретный изомер, сначала вводят тот заместитель, который обладает подходящим ориентирующим действием, т. е. направляет второй заместитель в нужное положение. Этот метод использован при получении лi-бpoмнитpoбeнзoлa. [c.67]

Часто оказывается возможным использовать ориентирующее влияние группы для введения нового заместителя в заданное положение, а затем удалить ориентирующую группу. В приведенном ниже синтезе после использования ацетамидной группы как орто-ориентапта она удаляется из молекулы замещенного бензола [c.69]

Важным результатом нашей дискуссии следует считать также и то, что удалось вполне отчетливо выявить ошибочность основных положений новой структурной теории Г. В. Челинцева. Особенно ярко это было видно на примере предлонтенной им структурной формулы для бензола. Как было показано выступавшими, в этой структуре отсутствует ось симметрии шестого порядка, а ее преимущества в объяснении правил замеш,ения являются только кажущимися. Последнее обстоятельство очень хорошо было вскрыто Е. А. Шиловым. Опираясь на механизм происходящих процессов замещения, он в своем выступлении объяснил ориентирующие влияния тем, что замещение в бензольном кольце проходит через образование о- и п-хинонов, носкольку ж-хипон не существует. Поэтому заместители первого рода (гидроксил, аминогруппа, галоид, метил и др.), облегчающие, благодаря своей электронной структуре, образование указанных хйнонов, направляют в о- и и-положение. Заместители же второго рода (нитрогруппа, сульфогруппа, карбоксил и др.), которые по той же причине мешают образованию о- и и-хипопов, будут, естественно, направлять в ж-положение. Тем самым общий сдвиг зарядов в ядре, происходящий нод влиянием соответствующего заместителя, вопреки представлениям Г. В. Челинцева, не может играть решающей роли. [c.431]

Влияние заместителей на ориентацию и реакционную способность, рассмотренное для случая замещенияв монозамещенных бензолах, имеет аналогичный характер и в случае дизамещенных бензолов, где ориентирующее влияние оказывается двумя группами. Качественно влияние заместителей носит аддитивный характер. Следовательно, можно ожидать, что я-нитротолуол окажется менее реакционноспособным, чем толуол, вследствие дезактивирующего действия нитрогруппы. Наиболее благоприятным для замещения положением должно быть (и есть в действительности) орто-положение относительно метильной группы и лета-положение относительно нитрогруппы. [c.209]

Имеются и такие двузамещенкые бензола, в которых один из заместителей направляет новые группы в иные положения, чем второй заместитель. Эти соединения характеризуются наличием двух заместителей одного рода, находящихся в орто- или пара-положении друг к другу, или двух ззхместителей различных родов, расположенных в мета-положении. В таких случаях ориентирующие влияния конкурируют между собой, и в результате получается иногда много различных изомеров, причем преобладают те, образование которых обусловливается ориентацией более сильного заместителя. Для наиболее типичных заместителей степень их влияния в реакциях замещения определяется пололсением в рядах Голлемана (см. стр. 43). [c.45]

Имеются и такие двузамещенные бензолы, в которых один из заместителей направляет новые группы в иные положения, чем второй заместитель. Для этих соединений характерно наличие двух заместителей одного рода, находящихся в о- и л-положении друг к другу, или двух заместителей различных родов, расположенных в ж-положении. В таких случаях несогласованной ориентации ориентирующие влияния конкурируют между собой, и в результате может образоваться много различных изомеров. [c.180]

Кроме того, Лукас распространил свою теорию на реакции замещения предельных углеводородов и на ориентацию при замещении бензольного ядра. Замечательным достижением это11 более поздней фазы развития его теории является установление связи между ориентирующим действием и активирующим и дезактивирующим влиянием заместителей. Заместители "более отрицательные, че д водород, действуют на бензольное ядро дезактивирующим образом, так как делают электроны ядра более прочно связанными с ним. Вследствие этого такие производные бензола труднее поддаются воздействию галоидов, серной и азотной кислот, являющихся окислительными (ищущими электроны ) агентами. Менее электроотрицательные, чем водород, заместители оказывают, наоборот, активирующее действие, так как ослабляют связь электронов с ядром. Эти положения теории Л т<аса сохранились во всех последующих теориях замещения бензольного ядра. [c.47]

Здесь заместители проявляют эффекты (—I, +Т), противоположные по направлениям. Все известные нам свойства этих веществ показывают, что + Т> —/. Так, например, соответствующие пара-заме-щенные бензойные кислоты слабее самой бензойной кислоты, а это указывает, что + М> —/ Так как Е эффект действует в том же направлении, что и М (П 5), то, следовательно, + Т >—I. В результате эти вещества должны легче вступать в реакции замещения, чем бензол, и должны направлять заместители в орто-пара-положения. Следует заметить, что ОС2Н5 имеет более сильное орто-пара-ортти-рующее влияние, чем ОСН3 [63]. Так как из измерений дипольных моментов отнюдь не вытекает, что метилу и этилу присущи неодинаковые способности притягивать электроны, то различия в степени ориентирующего влияния следует приписать большей поляризуемости этильной группы, увеличивающей электромерную конъюгацию кислородного атома с кольцом (П 7 и 2). [c.111]

При наличии в ядре различных заместителей для качественного сравнения их ориентирующего влияния пользуются следующим прнемом в двузамещенное производное бензола вводят третий заместитель и определяют относительные количества образующихся [c.242]