Volume 2

Reazione di alogenazione Analogamente a quanto visto sopra, abbiamo l alogenazione: Problem solving catalizzatore Alchilare il benzene con il butano. Cl FeCl3 + Cl2 + HCl Le plurisostituzioni elettrofile Quando un benzene monosostituito reagisce con un altra molecola è il monosostituente che indirizza la nuova molecola entrante in posizione orto o meta o para, come risulta dai seguenti esempi: NO2 NO2 H2O + HNO3 NO2 OH nitro benzene Formula del fenolo o idrossibenzene. un antisettico e un disinfettante; il fenolo è assai più acido degli alcoli, quindi il suo H è più facilmente sostituibile. metadinitro benzene Questa reazione è una plurisostituzione elettrofila. Occorre tenere presente che alcune specie chimiche attivano l anello benzenico, mentre altre specie lo disattivano; i primi facilitano la reazione, mentre i secondi la rendono più difficile. Il primo gruppo che entra nel benzene è detto direttore; possono essere meta-direttori (es.: NO2) o elettron-attrattori (es.: CH3). I gruppi meta-direttori indirizzano l entrata del secondo sostituente in posizione meta; i gruppi elettron-attrattori indirizzano l entrata del secondo sostituente in posizione orto o para. I gruppi elettron-datori sono attivanti, poiché arricchiscono il benzene di elettroni; il sostituente nucleofilo reagisce più facilmente. I gruppi meta-orientanti sono disattivanti perché elettron-attrattori, cioè impoveriscono di elettroni l anello benzenico. Specie chimiche attivanti la reazione di sostituzione (elettrofila): R O N NH R NH2 OH2 O R R ognuna di queste specie chimiche presenta un doppietto elettronico disponibile (cioè più legami multipli). Specie chimiche disattivanti le reazioni di sostituzione (elettrofila): N R, NO2, CN, SO3H, CHO, CO R, COOH, CONH2 alogenuri ognuna di queste specie chimiche non presenta elettroni liberi sull atomo che è legato all anello (fanno eccezione gli alogenuri perché hanno forte effetto induttivo I). Quindi il sostituente meta-orientante è dotato di effetti +I e +M (effetto mesomerico) o I e +M (poiché l effetto M è sempre più forte dell effetto I). I gruppi disattivati (elettron-accettori) disattivano tutte le posizioni del benzene, ma meno di tutte la posizione meta, quindi sono meta-orientanti. Viceversa i gruppi attivanti (elettron-datori) attivano tutte le porzioni del benzene, ma più di tutte le posizioni orto e para. Quindi il gruppo nitro-NO2 orienta l entrata di un secondo gruppo nitro in posizione meta, cioè l NO2 è meta-orientante, come già visto. In sintesi: CH3 CH3 + HNO 3 H2O CH3 NO2 + NO2 metilbenzene (o toluene) 60% orto-nitro toluene 40% para-nitrotoluene quindi il gruppo CH3 orienta preferibilmente il sostituente nitro in posizione orto, cioè il CH3 è, preferibilmente, orto-orientante, ma globalmente è orto-para-orientante. 38