Activerende en deactiveren van groepen in elektrofiele aromatische substitutie

elektrofiele aromatische substitutie (EAS) is een fundamentele reactie in de organische chemie waarbij een elektrofiel een waterstofatoom op een aromatische ring vervangt. De reactiviteit van de aromatische ring wordt aanzienlijk beïnvloed door de al aanwezige substituenten. Deze substituenten zijn gecategoriseerd als activeren of deactivering Groepen op basis van hun effect op de snelheid van de reactie.

Groepen activeren Verhoog de elektronendichtheid van de aromatische ring, waardoor het gevoeliger is voor aanvallen door elektrofielen. Het zijn meestal elektronen-donerende groepen, die verder kunnen worden geclassificeerd:

* Sterke activerende groepen: Deze groepen zijn krachtige elektronendonoren en verhogen de snelheid van EA's aanzienlijk. Ze hebben meestal eenzame paar elektronen die rechtstreeks aan de ring kunnen doneren. Voorbeelden zijn:

* alkylgroepen (r-)

* -oH (hydroxylgroep)

* -nh2 (aminogroep)

* -or (alkoxygroep)

* -nr2 (dialkylamino-groep)

* Zwakke activerende groepen: Deze groepen zijn minder elektronen-donerend dan sterke activeringsgroepen, maar verhogen nog steeds de snelheid van EAS. Ze hebben meestal een dubbele binding of een PI -systeem dat kan deelnemen aan resonantie met de aromatische ring. Voorbeelden zijn:

* -CH =CH2 (vinylgroep)

* -c6h5 (fenylgroep)

deactiverende groepen Verminder de elektronendichtheid van de aromatische ring, waardoor deze minder reactief is in de richting van elektrofielen. Het zijn meestal elektronen-withending groepen, die kunnen worden geclassificeerd als:

* Sterke deactiverende groepen: Deze groepen zijn krachtige elektronenontbikkers en verlagen de snelheid van EA's aanzienlijk. Ze hebben een sterk elektronen-withending effect door resonantie en/of inductief effect. Voorbeelden zijn:

* -NO2 (Nitro Group)

* -So3H (sulfonzuurgroep)

* -cn (cyano-groep)

* -cooh (carbonzuurgroep)

* -cor (carbonylgroep)

* Zwakke deactiverende groepen: Deze groepen hebben een matig elektron-met-brandend effect en verminderen de snelheid van EA's in mindere mate dan sterke deactiverende groepen. Voorbeelden zijn:

* -x (halogenen:f, cl, br, i)

Belangrijkste verschillen:

| Feature | Groepen activeren | Deactiverende groepen |

| --- | --- | --- |

| elektronendichtheid | Verhoog de elektronendichtheid | De elektronendichtheid verlagen |

| Effect op EAS -snelheid | Verhoog de reactiesnelheid | De reactiesnelheid verlagen |

| elektronendonatie/intrekking | Elektronen-doneren | Elektronen-met-drawing |

| resonantie -effecten | Stabiliseercarbocatie -tussenproduct | Destabiliseercarbocatie -tussenproduct |

| Positie van substitutie | Ortho/para regie | Meta -regie |

belangrijke opmerkingen:

* ortho/para regie: Activerende groepen zijn over het algemeen ortho/para -richtingen. Dit betekent dat ze de inkomende elektrofiel naar de posities ortho en para naar zichzelf richten.

* meta -regie: Deactiverende groepen zijn over het algemeen meta -regie. Dit betekent dat ze de inkomende elektrofiel naar de positie -meta naar zichzelf sturen.

* halogenen (zwakke deactiveren): Halogenen zijn een speciaal geval. Hoewel ze elektron-met-drawing en deactiverend zijn, zijn ze nog steeds ortho/para-regie vanwege hun enige paren die deelnemen aan resonantie.

Inzicht in de effecten van het activeren en deactiveren van groepen is cruciaal voor het voorspellen van de reactiviteit en regioselectiviteit van elektrofiele aromatische substitutiereacties. Het helpt bij het effectief ontwerpen en synthetiseren van de gewenste producten.