If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Если вы используете веб-фильтр, пожалуйста, убедитесь, что домены *.kastatic.org и *.kasandbox.org разблокированы.

Основное содержание
Текущее время:0:00Общая продолжительность:12:58

Транскрипция к видео

итак мы с вами обсудили реакции электрофильного замещения в ароматическом ряду с участием бензола но что происходит когда вы начинаете реакцию а заместителю же находится в бензольном кольце посмотрим на молекулу слева это они зол и так теперь в нашем бензольном кольце есть заместитель метокси-группа и если мы запустим реакцию анизола с концентрированной азотной и серной кислотами это будет реакция нитрирования в результате которой нитро-группа встроится в ароматическое кольцо присутствие заместителя метокси-группы будет определять положение в которой направится нитрогруппа в кольце например один из конечных продуктов будет образовываться за счет присоединения нитро-группы к этому углероду который расположен непосредственно за углеродом содержащим метокси-группу эти две группы расположены в орто-положении по отношению друг другу это будет торта продукт вернемся к этой схеме отметим что этот углерод расположен в орто-положении в бензольном кольце а другой продукт представляет собой нитро-группу связанную с этим атомом углерода который расположен в противоположной стороне от углерода содержащего метокси-группу он называется пара продуктом обозначу пара-положение на бензольном кольце это пара положение при сравнении орто и пара продуктов оказывается что пара-продукт является основным конечным продуктом в реакции нитрирования анизола продукт будет побочным это происходит из-за стерической изоляции такси группе присутствует стерическая изоляция которая будет препятствовать присоединению нитро-группы в орто-положении очевидно что в пара-положении будет существенно меньше этой стерической изоляции вот почему обычно пара-продукт является основным продуктом этой реакции но это не всегда так иногда у вас больше орто-продукта чем пара продукта однако в этой реакции пара-продукт является основным и опять стерическая изоляция является одним из факторов которые необходимо принимать во внимание когда вы проводите реакции подобного типа итак это разумеется другое положение в вашем ароматическом кольце и если вы переставите нитро-группу в это положение получится мета-продукт и мета-продукт в этой реакции нельзя получить в большом количестве значит метокси-группа является орто-пара ориентантом метить что это орто-положение и мета-положение на этой стороне вследствие симметрии однако мета-продукт не наблюдается в большом количестве давайте разберемся почему так происходит нарисуем несколько резонансных структур и поразмышляем о механизме электрофильного замещения в ароматическом ряду начнем с атаки в орто-положении когда вы про реакции нитрирования серная кислота действует в ней как катализатор и создает и он не тронь и умы из азотной кислоты и он действует как электрофил в нашем механизме чтобы показать арта атаку нужно нарисовать как нитрогруппа добавляется в орто-положении то есть как нитрогруппа добавляется к этому углероду ок если нитрогруппа добавляется к этому атому углерода эти пи-электроны будут вести себя как нуклеофил у нас происходит реакция между электрофилом и нуклеофилом на первом этапе нашего механизма реакции и таким образом нуклеофил вот эти пи-электроны будет атаковать положительно заряженный азот который отдает эти электроны этому кислороду запишем результат этой нуклеофильной реакции здесь по-прежнему будет метокси-группа нитрогруппа добавляется в орто-положении водород по-прежнему связан с углеродом в кольце итак пи-электроны здесь пи-электроны здесь это те самые пи-электроны которые формировали связь с этим атомом азота в результате этот углерод теряет связь и получает положительный заряд изобразим резонансные структуры анонс ную стабилизацию вот этого катиона эти электроны перемещаются сюда можно нарисовать еще одну резонансную структуру проследим за перемещением пи-электронов в это положение давайте я изображу оставшуюся часть иона вот это наш водород а здесь будет и на 2 группа и мы перемещаем эти пи-электроны сюда из этой позиции забирая связь у этого углерода и углерод закономерно получает положительный заряд вот еще одна резонансная структура можно нарисовать и еще покажем перемещение этих пи-электронов сюда смотрим же кольцо наша метокси-группа и опять нитрогруппа в орто-положении вот здесь расположены пи-электроны теперь покажем перемещение этих пи-электронов сюда давайте я отмечу все эти электроны электроны красного цвета перемещаются сюда я забираю связь углерода и это тот самый углерод который получает положительный заряд а поскольку кислород расположен следом за углеродом то кислород получает неподеленную электронную пару и благодаря этой неподеленной паре электронов у нас получается еще одна резонансная структура и так эти электроны могут переместиться сюда и образуется четвертая резонансная структура то есть присутствие заместительной метокси-группы с неподеленной электронной пары электронов на этом кислороде позволяет нам изобразить четвертую резонансную структуру и в результате кислород получает заряд плюс один вот это наши пи-электроны и опять наша нитрогруппа оказывается в орто-положении проследим за перемещениями электронов и так вот эти электроны отмечу их зеленым цветом перемещаются сюда и формируют пи-связь итак всего у нас возможно четыре резонансные структуры но не забывайте что и он в реальности представляет собой комбинацию этих резонансных структур которую мы называем сигма-комплекса и таким образом опять присутствие заместительной метокси-группы с неподеленной парой электронов непосредственно за ароматическим кольцом дает нам дополнительную резонансную структуру вот это наша дополнительная резонансная структура и вот у нас получается четыре резонансные структуры для реакции в орто-положении чем больше резонансных структур вы можете изобразить тем более делокализованным становится положительный заряд и тем более стабилен наш сигма-комплекс что значит что он будет формировать механизм реакции электрофильного ароматического замещения и поскольку мы можем нарисовать четыре резонансные структуры для реакции в орто-положении то ситуация складывается в пользу карбокатиона это стабильный сигма-комплекс и он будет формироваться намного проще и разумеется последним этапом нашего механизма реакции будет депротонирование сигма-комплекса и преобразование ароматического кольца я не буду останавливаться на этом этапе я просто хотел показать вам четыре резонансные структуры для реакции в орто-положении они отличаются от таковой в мета-положение а теперь давайте посмотрим что произойдет если мы добавим нитрогруппу в мета-положение и так мета-положение будет здесь используются эти пи-электроны то есть это нуклеофильная атака в итоге эти электроны переходят к кислороду посмотрим на результат нуклеофильной атаки с присоединением нитрогруппы в мета-положение покажем нитрогруппу в мета-положение отметим эти электроны и так эти электроны переходят сюда и образует связь с азотом забирая связь углерода в результате углерод наверх не получает положительный заряд разумеется у нас есть и другие пи-электроны в кольце нарисуем резонансную структуру для этого иона решаются сюда изобразим еще одну резонансную структуру теперь электроны перемещаются сюда и вот пи-электроны оказываются здесь нитрогруппа по-прежнему находится в мета-положении по отношению к метокси-группе и теперь положительный заряд расположен на углероде вот здесь чтобы не тратить время я не буду помечать цветами эти резонансные структуры можно изобразить еще одну покажем какой тип и электроны перемещаются сюда нарисуем эту резонансную структуру и так вот на шипе электроны переместились отсюда сюда вот эти пи-электроны есть расположена метокси-группа вот здесь нитрогруппа и теперь наш положительный заряд переходит к этому углероду потом вот и все всего три резонансная структура и так опять напоминаю вам что сигма-комплекс является гибридом всех этих трех резонансных структур и поскольку я могу изобразить всего три резонансные структуры для данной ситуации то это означает что сигма-комплекс нестабилен в отличие от комплекса в примере со так и в орто-положении сигма-комплекс для атаки в орто-положении был более стабилен поэтому мы могли изобразить четыре резонансные структуры а здесь таких только три теперь рассмотрим атаку в пара-положении чтобы показать присоединение нитрогруппы в пара-положении вот она я задействую эти пи-электроны итак в результате нуклеофильной атаки электроны смещаются и нитрогруппа оказывается в пара-положении и вот опять наша метокси-группа но в этот раз азотная группа будет в пара-положении проследим за электронами это наши пи-электроны и именно они формируют связь с азотом исчезает связь у этого углерода и поэтому именно здесь будет находиться положительный заряд электрона по-прежнему находятся в кольце вот это резонансная структура для этого соединения эти электроны перемещаются отсюда сюда посмотрим что получится в результате это опять будет наш заместитель электроны переместились отсюда сюда эти пи-электроны были здесь нитрогруппа в пара-положении а теперь я забрал связь у этого углерода и это тот самый углерод который получает положительный заряд можно изобразить ещё одну резонансную структуру покажем как эти электроны перемещаются сюда освободим немного места для еще одной резонансной структуры и так вот это наше бензольное кольцо и вот эти пи-электроны переместились отсюда сюда вот это наша заместительная группа группа по-прежнему в пара-положении забираю связь у этого углерода и он получает положительный заряд я повторю что благодаря присутствию этой неподеленные электронные пары на кислороде расположенным следом за бензольным кольцом можно нарисовать еще одну резонансную структуру эти электроны на кислороде перемещаются сюда образуют пи-связь и смещают эти электроны вниз теперь покажем четвертую резонансную структуру в которой кислород связан с нашим кольцом двойной связью у кислорода все еще есть неподеленная электронная пара поэтому у нас получается положительный заряд эти пи-электроны по-прежнему здесь вот эти пи-электроны перемещаются отсюда сюда нитрогруппа по-прежнему находится в пара-положении и всего у нас получается четыре резонансные структуры когда нитрогруппа присоединяется в пара-положении в реакции в пара-положении у нас получаются четыре резонансные структуры аналогично при реакции в орто-положении также получаются четыре резонансные структуры и этим можно объяснить почему заместительная метокси-группа действует как орто-пара ориентант то есть в случае реакции в орто или пара-положении у нас получаются четыре резонансные структуры при которых сигма-комплекс стабилизирован больше чем примета положение и это объясняет региохимии ческий феномен нитрования анизола я нарисовал четыре резонансные структуры потому что начал с бензольного кольца начал с этого положения электронов но если вы возьмете другое бензольное кольцо ваши резонансные структуры будут немного отличаться вы встретите разные варианты разных учебниках повторю что нужно всегда брать ту версию которую даёт вам ваш преподаватель и используйте ее на экзаменах когда будете рисовать резонансные структуры для атаки varta пара или мета-положениях