Concetti Chiave
- I sostituenti attivanti tendono a orientarsi in posizione orto-para, mentre i disattivanti preferiscono la meta, ad eccezione degli alogeni.
- La stabilità delle molecole si determina dall'orientamento più stabile, con cariche positive sui carboni terziari.
- L'attacco orto e para presenta forme di risonanza più stabili rispetto all'attacco meta, che non coinvolge carboni terziari.
- Sostituenti con doppietti elettronici liberi, come -F, -OH e -NH2, hanno una forma di risonanza aggiuntiva che stabilizza ulteriormente il carbocatione.
- La stabilità del carbocatione è migliorata dalla presenza di forme di risonanza aggiuntive nei sostituenti con doppietti elettronici.
Orientamento dei sostituenti
Generalmente:• sostituenti attivanti sono orto-para orientanti
• sostituenti disattivanti sono meta orientanti (ad eccezione degli alogeni). Il ragionamento è la stabilità relativa, si va verso l'orientamento più stabile.
I gruppi orto-para orientati
Nell’attacco orto e para del sostituente, una delle tre forme di risonanza, quella tratteggiata, presenta la carica positiva sul C a cui è attaccato il gruppo metile: questo è un C terziario, questa è quindi una conformazione più stabile di tutte le altre dove la carica positiva è su C secondari. Nell’attacco meta non c’è nessuna possibile forma di risonanza in cui la carica può essere su un C terziario, ma solo su C secondari. Di conseguenza, la maggior parte delle molecole che si formeranno con l’addizione elettrofila di questo tipo di sostituenti daranno luogo a molecole con sostituenti in posizione orto e para. Addirittura, se consideriamo come sostituenti i gruppi -F, - OH e -NH2, che hanno tutti almeno un doppietto elettronico libero, si aggiunge una forma di risonanza che porta la carica positiva fino al sostituente: c'è quindi una forma di risonanza in più che aumenta la stabilità, mentre l’attacco in meta ha solo 3 forme di risonanza; in generale, per i gruppi che possiedono doppietti elettronici, la stabilità del carbocatione è quindi dovuta a una forma di risonanza in più.
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