تبلیغات
وبلاگ تخصصی شیمی - سنتز پارا نیترو استانیلید(واکنش جایگزینی الکتروندوستی آروماتیکی)

واکنشهای جایگزینی الکتروندوستی آروماتیکی

واکنش جایگزینی الکتروندوستی آروماتیکی روشی است که بوسیله آن مشتق های استخلافی بنزن تهیه می شوند.در مرحله اول این واکنش زمانی که کربوکاتیون تشکیل می شود جفت الکترون π آلکن برای تشکیل یک پیوند با الکتروندوست بکار می رود.کربوکاتیون پس از تشکیل به سرعت توسط باز لوئیس موجود در محیط جذب می شود.

کربوکاتیون تشکیل شده در این مرحله یک کاتیون سیکلوهگزا دی انیل است که یک کربوکاتیون آلیلی است که بوسیله نامستقر شدن الکنرون پایدار می شود.

بیشتر پایداری بنزن زمانی است که به حد واسط کاتیون سیکلو هگزا دی انیل تبدیل می شود از دست می رود.این کاتیون به محض تشکیل به سرعت یک پروتون از دست داده آروماتیسیته ,حلقه بازیابی شده و محصول جایگزینی الکتروندوستی آروماتیکی بدست می آید.

اگر باز لوئیس به عنوان هسته دوست عمل کرده و به کربن متصل شود محصول افزایشی و جایگزینی بوسیله یکی از دو مسیر واکنش کاتیون سیکلوهگزا دی انیل ایجاد می شوند.اما جایگزینی به صورت ارجح انجام می پذیرد.

اکثر واکنشگرهای الکتروندوست که به سرعت بر آلکنها اثر می کنند با بنزن واکنش نمی دهند.پراکسی اسیدها و دی بورانها مثالهایی از این واکنشگرها هستند.دیگر واکنشگرها از جمله برم فقط در حضور کاتالیزگرهایی که قدرت الکتروندوستی آنرا افزایش می دهند با بنزن واکنش می دهد.

نیتره شدن بنزن

در واکنش نیترودارکردن بنزن یون نیترونیوم به عنوان الکتروندوست عمل می کند.در این واکنش مرحله اول به عنوان مرحله تعیین کننده سرعت واکنش محسوب می شود.(مرحله تشکیل کاتیون سیکلوهگزا دی انیل)

آروماتیسیته حلقه بوسیله حذف پروتون از کاتیون سیکلوهگزا دی انیل بازیابی می شود.

در این واکنش نقش اسید سولفوریک , افزایش غلظت یون نیترونیوم است.نیتریک اسید به تنهایی نمی تواند غلظت کافی یون نیترونیوم جهت انجام واکنش با سرعت مناسب را فراهم کند.

سرعت و انتخاب ناحیه ای در جایگزینی الکتروندوستی آروماتیکی

گروههایی همچون –OH,-NHCOR,-NH2  گروههای فعال کننده بسیار قوی هستند به این معنی که حلقه آروماتیکی را در مقابل جانشینی الکتروندوستی فعال می کنند.این گروهها گروههای هدایت کننده ارتو و پارا نیز می باشند.

در واکنشهای جانشینی که گروههای فعال کننده حضور دارند به دلیل نقش حد واسط کربوکاتیونی سیکلوهگزادی انیل سهم ایزومرهای ارتو وپارا بیشتر ازایزومر متا است.

کربوکاتیون پایدارتر سریعتر از کربوکاتیون ناپایدار تر تشکیل می شود.محتمل ترین دلیل برای اثر جهت دهندگی NHCOCH3- این است که کاتیون سیکلوهگزا دی انیل پیش ماده ارتو و پارا نیترو استانیلید پایدارتر از ایزومر متا است.کاتیونهای سیکلوهگزا دی انیل که منجر به تولید ارتو و پارا نیترو استانیلید می شود دارای ویزگی کربوکاتیون نوع سوم هستند.اما در ایزومر متا کربوکاتیون نوع دوم است.

سوالات

1.    چرا با وجود 2 موقعیت ارتو بر روی حلقه استانیلید در مقایسه با یک موقعیت پارا , درصد ایزومر پارا نیترو استانیلید بیشتر از ایزومر ارتو می باشد؟

گروه فعال کننده NHCOCH3- برای موقعیت های ارتو تا حدودی مزاحمت ایجاد می کنددر نتیجه حمله گروه نیترونیوم به موقعیت پارا به سهولت بیشتری انجام شده و سهم این ایزومر در مقایسه با ایزومر ارتو بیشتر است.

2.    چرا در این آزمایش کلیه وسایل باید خشک باشد؟

در صورت وجود رطوبت عمل Nitration(نیترو دار کردن)صورت نمی گیرد.ترکیب استانیلید در مجاورت رطوبت به آنیلین و استیک اسید تبدیل می شود.

3.    چرا ایزومر ارتو نسبت به ایزومر پارا حلالیت بیشتری دارد؟

ایزومر ارتو به دلیل نزدیکی گروههای عاملی( NHCOCH3- No2,-) از تقارن کمتری برخوردار است در نتیجه در مقایسه با ایزومر پارا که دارای تقارن بیشتری است , از قطبیت بیشتری برخوردار بوده و حلالیت آن در آب بیشتر است.


تماس با ما
.: Weblog Themes By SlideTheme :.


  • زرفان