Sustitución aromática electrofílica (EAS) es una reacción fundamental en la química orgánica donde un electrofilo reemplaza un átomo de hidrógeno en un anillo aromático. La reactividad del anillo aromático está significativamente influenciada por los sustituyentes que ya están presentes en él. Estos sustituyentes se clasifican como activación o desactivando Grupos basados en su efecto sobre la velocidad de la reacción.
Grupos activadores Aumente la densidad de electrones del anillo aromático, lo que la hace más susceptible al ataque por electrofilos. Por lo general, son grupos que donan electrones, que se pueden clasificar más a fondo:
* Grupos de activación fuertes: Estos grupos son poderosos donantes de electrones y aumentan significativamente la tasa de EA. Por lo general, tienen pares solitarios de electrones que pueden donar directamente al anillo. Los ejemplos incluyen:
* grupos alquilo (R-)
* -OH (grupo hidroxilo)
* -nh2 (grupo amino)
* -o (grupo alcoxi)
* -nr2 (grupo dialkylamino)
* grupos activadores débiles: Estos grupos están menos donantes de electrones que los grupos activadores fuertes, pero aún así aumentan la tasa de EA. Por lo general, tienen un doble enlace o un sistema PI que puede participar en resonancia con el anillo aromático. Los ejemplos incluyen:
* -ch =CH2 (grupo vinilo)
* -C6H5 (grupo fenilo)
grupos desactivados Disminuya la densidad electrónica del anillo aromático, lo que la hace menos reactiva hacia los electrofilos. Por lo general, son grupos de envío de electrones, que se pueden clasificar como:
* Grupos de desactivación fuertes: Estos grupos son potentes retirados de electrones y disminuyen significativamente la tasa de EA. Tienen un fuerte efecto de retiro de electrones a través de resonancia y/o efecto inductivo. Los ejemplos incluyen:
* -no2 (grupo nitro)
* -SO3H (grupo de ácido sulfónico)
* -cn (grupo cyano)
* -Cooh (grupo de ácido carboxílico)
* -cor (grupo carbonilo)
* Grupos de desactivación débil: Estos grupos tienen un efecto moderado de eliminación de electrones y disminuyen la tasa de EA en menor medida que los grupos desactivados fuertes. Los ejemplos incluyen:
* -x (halógenos:f, cl, br, i)
Diferencias clave:
| Característica | Grupos activadores | Grupos desactivados |
| --- | --- | --- |
| densidad de electrones | Aumentar la densidad de electrones | Disminuir la densidad de electrones |
| Efecto sobre la tasa EAS | Aumentar la velocidad de reacción | Disminuir la velocidad de reacción |
| Donación/retiro de electrones | Donación de electrones | Elaboratorio de electrones |
| Efectos de resonancia | Estabilizar la carbocation intermedia | Desestabilizar la carbocation intermedia |
| Posición de sustitución | Orto/para dirigir | Meta Dirección |
Notas importantes:
* ortho/para dirigir: Los grupos activadores son generalmente de dirección orto/para. Esto significa que dirigen el electrofilo entrante a las posiciones orto y para para sí mismos.
* Dirección meta: Los grupos desactivados generalmente están dirigiendo meta. Esto significa que dirigen el electrofilo entrante a la posición meta para sí mismos.
* halógenos (desactivación débil): Los halógenos son un caso especial. Mientras están endureciendo y desactivando por electrones, siguen siendo orto/para dirigir debido a que sus pares solitarios participan en la resonancia.
Comprender los efectos de activar y desactivar grupos es crucial para predecir la reactividad y la regioselectividad de las reacciones de sustitución aromática electrofílica. Ayuda a diseñar y sintetizar los productos deseados de manera efectiva.
