I gruppi che disattivano la SEA

Luisa mi chiede: Di fronte ad una serie di disattivanti delle sostituzioni elettrofile aromatiche (SEA), per esempio Cl, NO₂, CHO, come si decide quale è più disattivante? Secondo i valori di elettronegatività? Grazie per la risposta. La risposta è questa: I disattivanti sono tali perché richiamano elettroni all'esterno dell'anello e si riconoscono sperimentalmente perché rendono l’anello benzenico meno reattivo ad una seconda sostituzione, che procede a una velocità inferiore rispetto all'analoga reazione dell’anello benzenico senza gruppi sostituenti. Spieghiamo la loro azione considerando due tipi di effetti:

effetti induttivi, che riguardano il richiamo o la cessione parziale di elettroni realizzata attraverso legami σ e che sono determinati dalla differenza di elettronegatività;

effetti mesomerici, che riguardano il richiamo di elettroni π dal ciclo benzenico verso l’atomo direttamente legato all’anello (risonanza).

L’effetto disattivante complessivo è tanto più pronunciato quanto più l’atomo direttamente legato all’anello è elettronpovero; esso, infatti, tenderà a sottrarre all'anello parte della sua densità elettronica, e un anello impoverito di elettroni risulta meno reattivo ad un successivo attacco elettrofilo. Il gruppo nitro, NO₂, è uno dei più forti disattivanti; esso, infatti, richiama elettroni sia per effetto induttivo sia per risonanza. Anche per il gruppo CHO la situazione è simile, ma l’effetto induttivo è meno pronunciato; infatti, mentre nel gruppo nitro i legami C_(anello)-N e N-O sono entrambi polarizzati e l’atomo N è legato a due atomi di ossigeno, nel gruppo CHO risulta polarizzato soltanto l’unico legame C-O. Nel clorobenzene, infine, il legame C-Cl è polarizzato verso il cloro e vi è quindi un effetto induttivo che tende a impoverire l’anello di elettroni; l'atomo di cloro, tuttavia, rilascia elettroni per risonanza, così che l’effetto induttivo risulta indebolito. Affinché il gruppo sostituente sia un forte disattivante non è però necessario che si manifestino entrambi gli effetti. Il gruppo CF₃, per esempio, è un potente disattivante che agisce tramite un marcato effetto induttivo; l’elevata elettronegatività dei tre atomi di fluoro legati al carbonio rende, infatti, quest’ultimo particolarmente povero di elettroni.

Aula di Scienze

Aula di Scienze

Persone, storie e dati per capire il mondo

Aula di Scienze

Persone, storie e dati per capire il mondo

I gruppi che disattivano la SEA