Донорні заступники

Молекула бензолу симетрична і тому всі атоми вуглецю є абсолютно рівноцінними при утворенні монозаміщених продуктів реакції. Якщо в бензольному ядрі вже є заступник і ми вводимо туди ще один, то при цьому можуть утворюватися наступні ортомати і параізомери. М ефектами). Відповідно до цього заступники можна розділити на дві групи - заступники першого і заступники другого роду, до яких у свою чергу входять заступники індуктивні та мезомірні ефекти, що надають різні по знаку.

Заступники першого роду

Заступники першого роду (орто і пара-орієнтанти у реакціях заміщення) - це атоми чи групи атомів, які є донорами електронів. За винятком алкілних радикалів ($Alk-$) вони мають вільні електронні пари на атомі, який безпосередньо пов'язаний з ароматичним ядром:

Збагачення ароматичного ядра електронною густиною прискорює реакції електрофільного заміщення.

Спробуй звернутися за допомогою до викладачів

Таким чином, механізм орієнтуючої дії заступників $I$ роду полягає в тому, що вони збільшують ступінь декалізації позитивного заряду $sigma$-комплексу в порівнянні з незаміщеним $sigma$-комплексом бензолу. Це означає, що стабільність такого $sigma$-комплексу зростає, а енергія активації зменшується, що призводить до прискорення реакції. Порівняння відносної стабільності про-, м-і $\pi-sigma$ -комілексив розглянемо на прикладі реакції $Se$ для фенолу:

Наведена схема показує, що у разі орто- і пара-$\sigma$-комплексів справакалізація заряду можлива завдяки чотирьом граничним структурам $(I-IV)$, тоді як у випадкумета-$\sigma$-комплексу така справакалізація можлива тільки за рахунок трьох прикордонних структур $(І-III)$, тому реакція $SE$ йде переважно в орто- та пара-положення.

Задай питання фахівцям і отримай відповідь вже через 15 хвилин!

Заступники, які виявляють $+I$-ефект

До заступників, які виявляють $+I$-ефект, відносять менш електронегативні, ніж вуглець, атоми елементів: лужні метали; бір; групи атомів із повним негативним зарядом на атомі, з'єднаному безпосередньо з вуглецем; алкільні групи. $+I$-Ефект тим більше, ніж ліворуч і нижче розташовані елементи в періодичній таблиці:

Для алкільних груп характерні слабкі електронодонорні властивості та прояви їхнього $+I$-ефекту залежить від структури вуглеводневого залишку. Так, третинні алкільні групи виявляють більший, а первинні -найменший $+I$-ефект:

Заступники, які виявляють +М-ефект

До таких заступників насамперед відносять аніони – сильні донори електронів. У межах однієї групи елементів +М-ефект аніонів зменшується із збільшенням заряду ядра атома:

Для нейтральних атомів +М-ефект змінюється з такою самою послідовністю, проте його дія значно менша, ніж для відповідних аніонів:

Ця закономірність пов'язана з такими факторами:

чим більше номер періоду, в якому знаходиться елемент, тим більший розмір зовнішньої $p$-орбіталі і тим менша можливість її сполучення з $p$-орбіталями вуглецю;
зі збільшенням розміру або крайньої орбіталі елемента її середня електронна щільність, а отже, і електронодонорні властивості цієї орбіталі зменшуються.

У межах періоду +М-ефект також зростає із зменшенням заряду ядра атома.

Крім того, здатність заступникаВиявляти +М-ефект збільшується зі зниженням електронегативності атома.

Так і не знайшли відповідь на своє запитання?

Просто напиши з чим тобі потрібна допомога