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
Смотрите также: Электрофильное ароматическое замещение
  • 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.

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):

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

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.

Рекомендации

  1. ^ Моррисон и Бойд, Органическая химия, Allyn and Bacon Inc., Бостон, 1959. Глава 9, с. 250.
  2. ^ Моррисон и Бойд, Органическая химия, Allyn and Bacon Inc., Бостон, 1959. Гл. 10, стр. 290.
  3. ^ Моррисон и Бойд, Органическая химия, Allyn and Bacon Inc., Бостон, 1959. Гл. 21. С. 573-574.
  4. ^ ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) "кинозамещение ". Дои:10.1351 / goldbook.C01081
  5. ^ ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) "телезамещение ". Дои:10.1351 / goldbook.T06256
  6. ^ Вильгельм Кёрнер (1867) "Faits pour servir à la détermination du lieu chimique dans la série aromatique" (Факты, которые необходимо использовать при определении химического положения в ароматическом ряду), Bulletins de l'Académie royale des Sciences, des lettres et des beaux-arts de Belgique, 2-я серия, 24 : 166-185; особенно см. стр. 169. Из стр. 169: «По разнице возможностей ces trois séries, dans lesquelles les dérivés bihydroxyliques ont leurs термины, соответствующие, par les prefixes ortho-, para- et mêta-». (Эти три ряда, в которых дигидроксипроизводные имеют соответствующие термины, легко отличить по приставкам орто-, пара- и мета.)
  7. ^ Герман фон Фелинг, изд., Neues Handwörterbuch der Chemie [Новый краткий химический словарь] (Брауншвейг, Германия: Friedrich Vieweg und Sohn, 1874), vol. 1, п. 1142.
  8. ^ Гребе (1869) "Ueber die Construction des Naphthalins" (О строении нафталина), Annalen der Chemie und Pharmacie, 149 : 20-28; особенно см. стр. 26.
  9. ^ Виктор Мейер (1870) "Untersuchungen über die Construction der zweifach-substituirten Benzole" (Исследования структуры дизамещенных бензолов), Annalen der Chemie und Pharmacie, 156 : 265-301; см. особенно стр. 299-300.
  10. ^ Уильям Б. Дженсен (март 2006 г.) «Происхождение префиксов орто-, мета- и пара- в химической номенклатуре», Журнал химического образования, 83 (3) : 356.
  11. ^ "Замещающийсмастер", Википедия (на немецком языке), 2017-09-21, получено 2019-10-24