Aromatik birikmalarning elektrofil o‘rin almashinish reaksiyalari

Aromatik birikmalarning elektrofil o‘rin almashinish reaksiyalari

Benzol va uning gomologlari elektrofil (E⁺) reagentlar bilan reaksiyaga kirib aromatik halqadagi bir yoki bir nechta vodorod atomini hujum qilayotgan elektrofil guruhga almashtiradi:

Elektrofil o‘rin almashinish reaksiyasi mexanizmi

Elektrofil o‘rin almashinish reaksiyasining umumiy ko‘rinishini ifodalash uchun elektrofil zarrachani E^Қ deb belgilaymiz. Aromatik qatorda yuqorida keltirilgan barcha o‘rin almashinishlar bir xilda ya’ni elektrofil zarrachani aromatik -elektron sistemaga hujumi bilan boradi va aromatik birikma bilan elektrofil zarracha orasida kuchsiz bog‘langan -kompleks hosil bo‘ladi. Bu kompleksda aromatik birikma donor, elektrofil zarracha esa akseptor vazifasini bajaradi:

Hosil bo‘lgan -kompleks -kompleksga aylanadi va bu aylanish jarayonida aromatik -sistema buzilib hujumga uchragan uglerod atomi sp² gibridlanishdan sp³ gibrid holatiga o‘tadi, elektrofil YE^Q uglerod bilan haqiqiy kovalent bog‘ hosil qiladi:

Eelektrofil almashinish reaksiyasi -kompleksdan proton ajralib chiqishi va aromatik -elektronlar sistemasini tiklanishi bilan tugaydi:

O‘rin almashishning yo‘nalishi. Aromatik yadroda o‘rin almashinish reaksiyalari quyidagi qoidaga bo‘ysinadi:

1. Kirib keluvchi guruhning aromatik yadrodagi o‘rni yadrodagi o‘rinbosar(lar) xarakteri bilan belgilanadi;

2.O‘rinbosarlar ikki guruhga bo‘linadi: a) birinchi guruh o‘rinbosarlari, bular yadroga kirib keluvchi zarrachani o‘ziga nisbatan orto-, para- holatlariga yo‘naltiradi, bular:-ON, -NR₂, -NHR, -NH₂, -OR, -NHCOR, CH₃, -R, -Cl, -Br, -I. b) ikkinchi guruh o‘rinbosarlari, bular kirib keluvchi zarrachani meta- holatga yo‘naltiradi: -N⁺R₃, -NO₂, -CN, -SO₃H, -CX₃, -CHO, -COR, -COOH, -COOR

Yo‘naltirish (oriyentatsiya) sababi: agar biz elektrofil almashinishda reaksiya mahsuloti - va -komplekslar orqali hosil bo‘lishini eslasak va ularda elektron taqsimlanishini ko‘rsak:

-kompleks hosil bo‘lgan vaqtda musbat zaryadni neytrallashda o‘rinbosarlar ham ishtirok etadi. Agar o‘rinbosarda elektron jufti bo‘lmasa (CH₃-,R-, kabilar) u holda bular hosil bo‘lgan musbat zaryadni neytrallash uchun C-C bog‘ elektronlarini induktiv ta’siri hisobiga sodir bo‘ladi.

Galogenlarning yo‘naltirish ta’siri. Aromatik yadroda o‘rinbosar galogen bo‘lganda, u kuchli manfiy induksion va kuchsiz musbat mezomer ta’sirga ega. Reaksiya vaqtida esa mezomer ta’sir kuchli ta’sir qiladi.

Meta yo‘naltirish. Yuqorida keltirilgan o‘rinbosarlarning ko‘plarida  bog‘ bor bo‘lib, ular kuchli manfiy mezomer ta’sirga ega. Qolgan o‘rinbosarlar esa musbat zaryadlangan bo‘lib, kuchli manfiy induksion ta’sir qiladi.

Aromatik yadroda ikkinchi guruh o‘rinbosari bo‘lsa o- va p-holatga yo‘nalgan elektrofilning hujumi -kompleks zaryadini yanada oshishini talab qiladi, bu esa o‘rin almashinishning o‘tish holati energiyasini yuqori bo‘lishini talab qiladi. Agar elektrofil zarrachaning hujumi m-holatga yo‘nalgan bo‘lsa bunda o‘rin almashinish reaksiyasi amalga oshishi mumkin:

Ikkinchi tur o‘rinbosari aromatik yadro elektron buluti zichligini o‘ziga tortib elektrofil almashinishni qiyin­lashtiradi.

Nazorat savollari:

1. 
   Aromatik uglevodorodlar deb, qanday birikmalarga aytiladi. Benzol va uning gomologlariga qisqacha kimyoviy tavsif bering.
   
2. 
   Benzol va uning gomologlarini olish usullarini yozing.
   
3. 
   Benzol va uning gomologlarini kimyoviy xosslarini yozing.
   
4. 
   O‘rinbosarlar turlarini yozib, ularning yo‘naltirish sabablarini tushuntiring.
   
5. 
   Mezomer va induksion ta’sirning sabablari nima.
   
6. 
   Aromatik elektrofil almashinish alifatik nukleofil (CH1) almashinishidan qanday farq qiladi.
   
7. 
   Nitrat kislota eritmasida nitroniy kationi hosil bo‘lish mexanizmini taklif eting.
   
8. 
   Benzolni alyuminiy bromid ishtirokida xlorlanishida nima uchun brombenzol hosil bo‘lmaydi.
   
9. 
   Benzoldan Fridel-KrafS reaksiyasi bo‘yicha ikkilamchi-butilbenzol olish reaksiyasini yozing, mexanizmini tushuntiring.
   
10. 
    Benzolsulfokislota olish reaksiyasi nima uchun qaytar.