<р>
В органической химии электронная структура ароматических колец оказывает важное влияние на скорость химических реакций и распределение конечных продуктов. Особенно в реакциях электрофильных ароматических замещений влияние существующих заместителей на реакцию нельзя игнорировать. В зависимости от природы заместителей их можно разделить на электронодонорные группы (ЭДГ) и электронопритягивающие группы (ЭГ), которые играют различную роль в процессе реакции.
р>
Электронные пожертвования групп (EDGS): активирующие факторы для электрофильной замещения
<р>
Группа доноров электронов - это группа, которая может пожертвовать электронную плотность на ароматическое кольцо посредством резонанса или индуктивных эффектов. Эти группы делают π-электронную систему ароматического кольца более нуклеофильной, что означает, что она более подвержена реакциям электрофильной замещения. При добавлении заместителей реакционная способность ароматического кольца увеличивается, что также известно как
эффект активации.
р>
ЭДГ часто называют активирующими группами, хотя стерические эффекты могут мешать реакции. р>
<р>
Согласно исследованиям, превосходство ЭДГ заключается в их способности стимулировать пути реакции электрофильного замещения в орто- и пара-положения, тем самым генерируя соответствующие продукты. Влияние этих групп можно проследить до закона Крама-Брауна-Гибсона 19 века, который описывает селективность структуры заместителя по отношению к положению реакции.
р>
Группы, притягивающие электроны (EWG): ингибиторы реакционной способности
<р>
В отличие от ЭДГ, электроноакцепторные группы — это группы, которые удаляют электронную плотность из ароматического кольца, делая ароматическое кольцо менее реакционноспособным, что известно как
ингибирующий эффект. EWG обычно приводят к реакциям электрофильного замещения, которые благоприятствуют мета-положению, а не орто- или пара-положению, как EDG. Это явление предполагает, что ЭРГ играют негативную роль в реакции.
р>
Большинство электронов используют индуктивные и резонансные эффекты для притяжения электронов. р>
<р>
Кроме того, хотя обычно считается, что галогеновые заместители, такие как фтор и хлор, являются ЭРГ, эти группы могут проявлять свои активирующие свойства в некоторых случаях, что связано с электронной структурой их родительского кольца. В частности, фтор, ввиду своей чрезвычайно высокой электроотрицательности, может усиливать реакционную способность ароматических колец в определенных положениях, тем самым изменяя характеристики обычных ЭРГ в реакциях электрофильного ароматического замещения.
р>
Факторы, влияющие на места реакции
<р>
Когда в ароматическом кольце размещены два разных заместителя, расположение третьего заместителя часто предсказуемо. В общем случае наиболее активный заместитель будет преимущественно контролировать относительно более слабые заместители. Такие правила имеют очевидные ограничения. Взаимодействие между симметрией структуры и заместителями будет влиять на селективность конечной реакции.
р>
Когда несколько заместителей сосуществуют, активирующий заместитель обычно имеет приоритет над другими заместителями. р>
<р>
Кроме того, важное влияние оказывают также стерические и электронные эффекты заместителей. Например, небольшие заместители изменят селективность реакции по мере добавления новых заместителей, тогда как большие заместители, как правило, предотвращают реакции в орто-положении.
р>
Заключение
<р>
По мере того, как мы углубляемся в понимание эффектов ЭДГ и ЭРГ, становится ясно, что взаимодействие между ними отражает всю сложность химических реакций. Изучение этих заместителей и их эффектов, несомненно, положит начало новым химическим исследованиям. Как будущие достижения химии повлияют на применение и понимание этих заместителей? Возможно, это то, над чем каждый химик должен поразмыслить и обсудить.
р>