Правила ориентации при электрофильном замещении в бензольном кольце основаны на взаимном влиянии атомов в молекуле (часть I, Взаимное влияние атомов). Если в незамещенном бензоле С6Н6 электронная плотность в кольце распределена равномерно, то в замещенном бензоле С6Н5Х под влиянием заместителя Х происходит перераспределение электронов и возникают области повышенной и пониженной электронной плотности. Это оказывает влияние на легкость и направление реакций электрофильного замещения. Место вступления нового заместителя определяется природой уже имеющегося заместителя.
Правила ориентации- Заместители, имеющиеся в бензольном ядре, направляют вновь вступающую группу в определенные положения, то есть оказывают ориентирующее действие.
- По своему направляющему действию все заместители делятся на две группы: ориентанты первого рода и ориентанты второго рода.
К ним относятся электронодонорные группы (электронные эффекты групп указаны в скобках):
+M-эффект в этих группах сильнее, чем –I-эффект.
Ориентанты 1-го рода повышают электронную плотность в бензольном кольце, особенно на углеродных атомах в орто- и пара-положениях, что благоприятствует взаимодействию с электрофильными реагентами именно этих атомов.
Пример:
Ориентанты 1-го рода, повышая электронную плотность в бензольном кольце, увеличивают его активность в реакциях электрофильного замещения по сравнению с незамещенным бензолом.
Особое место среди ориентантов 1-го рода занимают галогены, проявляющие электроноакцепторные свойства:Являясь орто-пара-ориентантами, они замедляют электрофильное замещение. Причина – сильный –I-эффект электроотрицательных атомов галогенов, понижащий электронную плотность в кольце.
Ориентанты 2-го рода (мета-ориентанты) направляют последующее замещение преимущественно в мета-положение.
К ним относятся электроноакцепторные группы:
Пример:
Таким образом, легкость электрофильного замещения для соединений (приведенных в качестве примеров) уменьшается в ряду: