18.4 : Elektrofilowe podstawienie aromatyczne: przegląd

Electrophilic aromatic substitutions are reactions in which an electrophile replaces one of the aromatic hydrogens.

These reactions allow the introduction of different functional groups onto aromatic rings.

In the first step of the reaction mechanism, the π system of the aromatic ring attacks the electrophile to form an arenium ion, which is resonance stabilized.

The arenium ion is also called a sigma complex because the electrophile forms a sigma bond with the aromatic ring.

In the second step, the arenium ion is deprotonated, restoring aromaticity and giving the substituted product.

As evident from the free energy diagram, the first step is endergonic because the ring loses its aromatic stability. This step has a higher free energy of activation and is slow. It is, therefore, the rate-determining step.

In contrast, the second step is exergonic because it restores aromatic stability to the system. It has lower free energy of activation and is fast.

Overall, electrophilic aromatic substitutions are exergonic reactions.

W reakcji elektrofilowego podstawienia aromatycznego elektrofil zastępuje wodór związku aromatycznego.

W wyniku tych reakcji do związków aromatycznych można dodać wiele grup funkcyjnych. Wszystkie reakcje elektrofilowego podstawienia aromatycznego zachodzą poprzez mechanizm dwuetapowy. W pierwszym etapie układ π pierścienia aromatycznego reaguje z elektrofilem, tworząc jon arenu, który jest stabilizowany rezonansowo. Często nazywa się go kompleksem sigma, ponieważ elektrofil tworzy wiązanie sigma z pierścieniem aromatycznym.

W drugim etapie deprotonowanie jonu arenu przywraca aromatyczność i daje podstawiony produkt.

Wykres energii swobodnej pokazuje, że pierwszy krok jest stosunkowo powolny i endergoniczny, ponieważ pierścień traci swoją stabilność aromatyczną. Ten etap jest zatem etapem determinującym szybkość ze względu na wyższą swobodną energię aktywacji. Drugi etap jest szybki i egzoenergetyczny, ponieważ przywraca aromatyczność zwiększającą stabilność. Ma niższą energię swobodną aktywacji. Ogólne elektrofilowe podstawienia aromatyczne są reakcjami egzoenergetycznymi.

Tagi

Electrophilic Aromatic Substitution Aromatic Compound Electrophile Functional Group Two step Mechanism Arenium Ion Sigma Complex Deprotonation Aromaticity Rate determining Step Free Energy Diagram

18.4 : Elektrofilowe podstawienie aromatyczne: przegląd

Tagi

PLAYLIST