Zweitsubstitution an Aromaten

Bemerkungen

  • Bei der Zweitsubstitution, also der Einführung eines zweiten Substituenten, an einem Aromaten ist die Position, in der der neue Substituent an den Ring tritt abhängig von der Art des bereits vorhandenen Substituenten.
  • Dieser bereits vorhandene Substituent kann ein Substituent erster oder zweiter Ordnung sein.

Substituenten 1. Ordnung

  • Dirigieren weitere Substituenten in ortho- bzw. para-Position
  • Man unterscheidet zwei Untergruppen:
    • Beschleunigend, aktivierend wirkende Substituenten
    • Verlangsamend, deaktivierend wirkende Substituenten
      • Verringern die Elektronendichte im Ring über einen negativen induktiven Effekt (-I-Effekt, "Elektronenzug") 
      • Beispiele:
        • F
        • Cl
        • Br
        • I
        • CH=CR2

Substituenten 2. Ordnung

  • Dirigieren weitere Substituenten in meta-Position
  • Verlangsamen weitere Substitutionen
  • Erniedrigen die Elektronendichte im Ring
  • Negativer mesomerer Effekt (-M-Effekt). 
  • Die Bindung eines Elektrophils an die C-Atome in ortho- oder para-Stellung führte zu einer instabilen Konstitution, weshalb bevorzugt die meta-Position substituiert wird.
  • Beispiele:
    • NH3+
    • NR3+
    • NO2
    • CN
    • SO3H
    • CHO
    • COR
    • COOH
    • COOR
    • CONH2

Weitere Bemerkungen

  • Die Substituenten üben auf den aromatischen Ring einen induktiven und einen mesomeren Effekt aus. Diese können
    • gleichgerichtet (z.B. NO2, CHO, CN),
    • entgegengesetzt in ungefähr gleicher Stärke (z.B. F, Cl, Cr, I) oder
    • entgegengesetzt und unterschiedlich stark sein, wobei der mesomere Effekt meist überwiegt (z.B. CH3, OH, NH2).

Beispiele

Relative Geschwindigkeiten bei der Nitrierung als Zweitsubstitution
Phenol 1000
Toluen 25
Benzen 1
Chlorbenzen 0,03
Benzoesäure 0,005
Nitrobenzol 0,0001
 

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