Схема замещения арена - Arene substitution pattern

Паттерны замещения арена являются частью органическая химия Номенклатура ИЮПАК и точно определить положение заместители Кроме как водород по отношению друг к другу на ароматический углеводород.

Орто, мета, и параграф замена

Основные паттерны замещения арен

• В орто-замещение, два заместителя занимают положения рядом друг с другом, которые могут быть пронумерованы 1 и 2. На схеме эти положения обозначены R и орто.
• В мета-подстановка заместители занимают положения 1 и 3 (соответствующие R и мета на схеме).
• В паразамещение, заместители занимают противоположные концы (положения 1 и 4, соответствующие R и пара на схеме).

В толуидины служат примером для этих трех типов замещения.

Синтез

Группы доноров электронов, например амино-, гидроксил, алкил, и фенил группы имеют тенденцию быть орто, параграф директора и группы, снимающие электроны, такие как нитро, нитрил, и кетон, как правило мета директора.

Характеристики

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

Разделение орто и параграф изомеры

Поскольку электронодонорные группы являются орто и параграф директора, разделение этих изомеров является общей проблемой синтетической химии. Существует несколько методов разделения этих изомеров:

• Колоночная хроматография часто разделяет эти изомеры, поскольку орто более полярный, чем параграф в целом.
• Фракционная кристаллизация можно использовать для получения чистого параграф продукт, основываясь на том принципе, что он менее растворим, чем орто и таким образом будет кристаллизоваться первым. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать совместной кристаллизации орто изомер. ^[2]
• Много нитросоединения ' орто и параграф изомеры имеют совершенно разные точки кипения. Эти изомеры часто можно разделить перегонкой. Эти разделенные изомеры можно превратить в соли диазония и используется для приготовления других чистых орто или же параграф соединения.^[3]

Ипсо, мезо, и пери замена

• 

  ipso- подмена.

• 

  мезо- подмена.

• 

  пери- подмена.

• Ипсо-замещение описывает два заместителя, разделяющие одно и то же положение кольца в промежуточном соединении в электрофильное ароматическое замещение. Мне₃Si, т-Bu, и яPr-группы могут образовывать стабильные карбокатион, следовательно, являются ipso направляющими группами.
• Мезозамещение относится к заместителям, занимающим бензиловый позиция. Это наблюдается в таких соединениях, как каликсарены и акридины.
• Перизамещение происходит в нафталины для заместителей в положениях 1 и 8.^{[сомнительный – обсуждать][нужна цитата ]}

Кино и теле замена

• В кинозамещениевходящая группа занимает позицию, смежную с той, которую занимает уходящая группа. Например, кинозамещение наблюдается в Арина химия.^[4]
• Телезамещение происходит, когда новая позиция находится на расстоянии более одного атома от кольца.^[5]

Происхождение

Приставки орто, мета, и параграф все произошли от греческого языка, что означает правильный, следующий, и рядом, соответственно. Отношение к текущему значению, возможно, неочевидно. В орто описание исторически использовалось для обозначения исходного соединения, а изомер часто назывался мета сложный. Например, банальные имена ортофосфорная кислота и триметафосфорная кислота не имеют никакого отношения к ароматическим соединениям. Точно так же описание параграф был зарезервирован только для близкородственных соединений. Таким образом Берцелиус первоначально назывался рацемический форма аспарагиновая кислота парааспарагиновая кислота (еще один устаревший термин: рацемическая кислота ) в 1830 г. Использование приставок орто, мета и пара для различения изомеров дизамещенных ароматических колец начинается с Вильгельм Кёрнер в 1867 г., хотя он применил орто приставка к 1,4-изомеру и мета приставка к 1,2-изомеру.^{[6] [7]} Это был немецкий химик Карл Гребе которые в 1869 году впервые использовали префиксы орто-, мета-, пара- для обозначения конкретных относительных положений заместителей в дизамещенном ароматическом кольце (а именно, нафталина).^[8] В 1870 году немецкий химик Виктор Мейер впервые применил номенклатуру Гребе к бензолу.^[9] Действующая номенклатура была введена Химическое общество в 1879 г.^[10]

Немецкая версия этой страницы содержит следующие сведения. Имена шаблонов подстановки происходят от греческих префиксов орто (от ὀρθός, означающего «вертикально» или «даже»), мета (от μετά, означающего «после», «за пределами») и пара (от παρά, означающего «рядом», «несмотря на», «против [над]»). Vicinal происходит от латинского слова «vicinus», означающего «сосед». Ipso также на латыни означает «я», в то время как meso и peri происходят от греческого Μέσος, означающего «центр» или «середина», и περί, означающего «около» соответственно. Кроме того, cine происходит от греческого κινέ, что означает «двигаться», а tele - от греческого τῆλε, что означает «на расстоянии».^[11]

Примеры

Примеры использования данной номенклатуры приведены для изомеры из крезол, С₆ЧАС₄(ОН) (СН₃):

• 

  о-крезол

• 

  м-крезол

• 

  п-крезол

Существует три изомера замещения арена дигидроксибензола (C₆ЧАС₄(ОЙ)₂) - орто изомер катехол, то мета изомер резорцин, а параграф изомер гидрохинон:

• 

  катехол

• 

  резорцин

• 

  гидрохинон

Существует три изомера замещения арена бензолдикарбоновой кислоты (C₆ЧАС₄(COOH)₂) - орто изомер фталевая кислота, то мета изомер изофталевая кислота, а параграф изомер терефталевая кислота:

• 

  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, никотинамид и ниацин, показано мета замещения в пиридиновом кольце, а катион из пралидоксим является орто изомер.

• 

  ниацин

• 

  никотинамид

• 

  пралидоксим

Рекомендации