Схема замещения арена

Схемы замещения аренов являются частью номенклатуры органической химии IUPAC и позволяют точно определить положение заместителей, отличных от водорода, по отношению друг к другу в ароматическом углеводороде .

Подстановка орто , мета и параграфов [ править ]

Основные паттерны замещения арен

• В орто ЗАМЕНА , два заместителя занимают позиции рядом друг с другом, которые могут быть пронумерованы 1 и 2. На диаграмме, эти позиции помечены R и орто .
• В мета ЗАМЕНА заместители занимают позиции 1 и 3 (соответствующий R и мета на диаграмме).
• В п ЗАМЕНА , заместители занимают противоположные концы (позиции 1 и 4, соответствующие R и пункт на диаграмме).

В толуидины служить в качестве примера для этих трех типов замещения.

Синтез [ править ]

Электронодонорные группы, например амино , гидроксильная , алкильная и фенильная группы, имеют тенденцию быть орто / пара -директорами, а электроноакцепторные группы, такие как нитро , нитрильные и кетоновые группы, имеют тенденцию быть мета-направлениями .

Свойства [ править ]

Хотя особенности варьируются в зависимости от соединения, в простых дизамещенных аренах три изомера имеют тенденцию к довольно близким температурам кипения. Однако пара- изомер обычно имеет самую высокую температуру плавления и самую низкую растворимость в данном растворителе из трех изомеров. ^[1]

Разделение орто- и пара- изомеров [ править ]

Поскольку электронодонорные группы являются одновременно орто- и пара- директорами, разделение этих изомеров является общей проблемой в синтетической химии. Существует несколько методов разделения этих изомеров:

• Колоночная хроматография часто разделяет эти изомеры, поскольку орто более полярно, чем пара в целом.
• Для получения чистого пара- продукта можно использовать фракционную кристаллизацию , исходя из того принципа, что он менее растворим, чем орто- продукт, и поэтому сначала будет кристаллизоваться. Необходимо соблюдать осторожность , чтобы избежать cocrystallisation из орто - изомера. ^[2]
• Многие нитросоединении ' орта и пара - изомеры имеют совершенно различные точки кипения . Эти изомеры часто можно разделить перегонкой. Эти разделенные изомеры можно превратить в соли диазония и использовать для получения других чистых орто- или пара- соединений. ^[3]

Ipso , мезо и пери замена [ править ]

• 

  ipso - подстановка.

• 

  мезо - замещение.

• 

  пери - подмена.

• Ipso ЗАМЕНЫ описывает два заместителяразделяющих ту же самую позицию в кольце промежуточного соединения в электрофильном ароматическом замещении . Триметилсилильные , трет- бутильные и изопропильные группы могут образовывать стабильные карбокатионы , следовательно, являются ипсо- направляющими группами.
• Мезо ЗАМЕНА относится к заместителямзанимающим бензильное положение. Это наблюдается в таких соединениях, как каликсарены и акридины .
• Пери ЗАМЕНА происходит в нафталинах для заместителей в положениях 1 и 8. ^{[ необходима цитата ]}

Подмена кино и теле [ править ]

• В киношной ЗАМЕНЕ группа ввода занимает смежную позицию , что занятой уходящей группой . Например, кинокамеры ЗАМЕНА наблюдаются в ариновой химии. ^[4]
• Теле ЗАМЕНА происходиткогда новое положение более чем один атом далеко на кольце. ^[5]

Истоки [ править ]

Приставки орто , мета и пара происходят от греческого языка, что означает правильный , следующий и рядом , соответственно. Отношение к текущему значению, возможно, неочевидно. Орто описание исторически использовалась для обозначения исходного соединения и его изомер часто называют мета - соединением. Например, банальные названия ортофосфорная кислота и триметафосфорная кислота вообще не имеют ничего общего с ароматическими соединениями. Точно так же параграф описания был зарезервирован только для близкородственных соединений. Таким образом, Берцелиус первоначально называлрацемическая форма аспарагиновой кислоты «парааспарагиновая кислота» (другой устаревший термин: рацемическая кислота ) в 1830 году. Использование префиксов орто , мета и пара для различения изомеров дизамещенных ароматических колец началось с Вильгельма Кёрнера в 1867 году, хотя он применил префикс орто к 1,4-изомеру и мета- префикс к 1,2-изомеру. ^{[6] [7]} Немецкий химик Карл Гребе в 1869 году впервые использовал приставки орто -, мета -, пара- для обозначения конкретных относительных положений заместителей в дизамещенном ароматическом кольце (а именно нафталине ). ^[8] В 1870 году немецкий химик Виктор Мейер впервые применил номенклатуру Гребе к бензолу . ^[9] Текущая номенклатура была введена Химическим обществом в 1879 году. ^[10]

Примеры [ править ]

Примеры использования данной номенклатуры приведены для изомеров из крезола , С ₆ Н ₄ (ОН) (СН ₃ ):

• о- крезол

• м- крезол

• п- крезол

Существует три изомера замещения арена дигидроксибензола (C ₆ H ₄ (OH) ₂ ) - орто- изомер катехол , мета- изомер резорцин и пара- изомер гидрохинон :

• катехол

• резорцин

• гидрохинон

Существует три изомера бензолдикарбоновой кислоты с замещением аренов (C ₆ H ₄ (COOH) ₂ ) - орто- изомер фталевой кислоты , мета- изомер изофталевой кислоты и пара- изомер терефталевой кислоты :

• фталевая кислота

• изофталевая кислота

• терефталевая кислота

Эти термины также могут использоваться в шестичленных гетероциклических ароматических системах, таких как пиридин , где атом азота рассматривается как один из заместителей. Например, никотинамида и ниацина , показали , мета замены на пиридинового кольца, в то время как катион из Пралидоксим является орто - изомер.

• ниацин

• никотинамид

• пралидоксим

Ссылки [ править ]