Hispanopedia WikiLos patrones de sustitución de arenos forman parte de la nomenclatura IUPAC de la química orgánica e indican la posición de los sustituyentes distintos del hidrógeno en relación unos con otros en un hidrocarburo aromático .
Sustitución orto , meta y para
- En la sustitución orto , dos sustituyentes ocupan posiciones contiguas, que pueden numerarse como 1 y 2. En el diagrama, estas posiciones están marcadas con R y orto .
- En la meta -sustitución , los sustituyentes ocupan las posiciones 1 y 3 (que corresponden a R y meta en el diagrama).
- En la sustitución para , los sustituyentes ocupan los extremos opuestos (posiciones 1 y 4, que corresponden a R y para en el diagrama).
Las toluidinas sirven como ejemplo de estos tres tipos de sustitución.
Síntesis
Los grupos donadores de electrones, como los grupos amino , hidroxilo , alquilo y fenilo , tienden a ser directores orto / para , y los grupos aceptores de electrones, como los grupos nitro , nitrilo y cetona , tienden a ser directores meta .
Propiedades
Aunque las características específicas varían según el compuesto, en los arenos disustituidos simples, los tres isómeros tienden a tener puntos de ebullición bastante similares. Sin embargo, el isómero para suele tener el punto de fusión más alto y la menor solubilidad en un disolvente dado, en comparación con los otros dos isómeros. [ 1 ]
Separación de isómeros orto y para
Debido a que los grupos donadores de electrones son directores tanto en posición orto como para , la separación de estos isómeros es un problema común en la química sintética. Existen varios métodos para separar estos isómeros:
- La cromatografía en columna suele separar estos isómeros, ya que el isómero orto es generalmente más polar que el isómero para .
- La cristalización fraccionada puede utilizarse para obtener el producto para puro , basándose en el principio de que es menos soluble que el orto y, por lo tanto, cristalizará primero. Debe tenerse cuidado para evitar la cocristalización del isómero orto . [ 2 ]
- Muchos isómeros orto y para de compuestos nitro tienen puntos de ebullición bastante diferentes . Estos isómeros a menudo se pueden separar por destilación. Estos isómeros separados se pueden convertir en sales de diazonio y utilizarse para preparar otros compuestos orto o para puros . [ 3 ]
Sustitución ipso , meso y peri
ipso - sustitución.
meso - sustitución.
peri - sustitución.
- La sustitución ipso describe dos sustituyentes que comparten la misma posición en el anillo de un compuesto intermedio en una sustitución aromática electrófila . Los grupos trimetilsililo , terc -butilo e isopropilo pueden formar carbocationes estables , por lo que songrupos directores ipso .
- La sustitución meso se refiere a los sustituyentes que ocupan una posición bencílica . Se observa en compuestos como los calixarenos y las acridinas .
- La sustitución peri se produce en los naftalenos para los sustituyentes en las posiciones 1 y 8.
Sustitución de cine y televisión
- En la cinesustitución , el grupo entrante ocupa una posición adyacente a la ocupada por el grupo saliente . Por ejemplo, la cinesustitución se observa en la química de los arinos . [ 4 ]
- La telesustitución ocurre cuando la nueva posición está a más de un átomo de distancia en el anillo. [ 5 ]
Etimología
Los prefijos orto , meta y para derivan del griego y significan, respectivamente, correcto , siguiente y al lado . Su relación con el significado actual quizás no sea evidente. Históricamente, el prefijo orto se utilizaba para designar el compuesto original, mientras que un isómero se denominaba a menudo compuesto meta . Por ejemplo, los nombres comunes ácido ortofosfórico y ácido trimetafosfórico no tienen ninguna relación con los compuestos aromáticos. Del mismo modo, el prefijo para se reservaba para compuestos estrechamente relacionados. Así , Jöns Jakob Berzelius denominó originalmente a la forma racémica del ácido tartárico «ácido paratartárico» (otro término obsoleto: ácido racémico ) en 1830. El uso de los prefijos orto , meta y para para distinguir isómeros de anillos aromáticos disustituidos se remonta a Wilhelm Körner en 1867, aunque él aplicó el prefijo orto a un isómero 1,4 y el prefijo meta a un isómero 1,2. [ 6 ] [ 7 ] Fue el químico alemán Karl Gräbe quien, en 1869, utilizó por primera vez los prefijos orto- , meta- , para- para denotar ubicaciones relativas específicas de los sustituyentes en un anillo aromático disustituido (es decir, naftaleno ). [ 8 ] En 1870, el químico alemán Viktor Meyer aplicó por primera vez la nomenclatura de Gräbe al benceno . [ 9 ] La nomenclatura actual fue introducida por la Sociedad Química en 1879. [ 10 ]
Ejemplos
Se dan ejemplos del uso de esta nomenclatura para los isómeros del cresol , C 6 H 4 (OH)(CH 3 ):
Existen tres isómeros de sustitución de areno del dihidroxibenceno (C 6 H 4 (OH) 2 ) – el isómero orto catecol , el isómero meta resorcinol y el isómero para hidroquinona :
Existen tres isómeros de sustitución de areno del ácido bencenodicarboxílico (C 6 H 4 (COOH) 2 ) – el isómero orto ácido ftálico , el isómero meta ácido isoftálico y el isómero para ácido tereftálico :
Estos términos también pueden utilizarse en sistemas aromáticos heterocíclicos de seis miembros, como la piridina , donde el átomo de nitrógeno se considera uno de los sustituyentes. Por ejemplo, la nicotinamida y la niacina presentan sustituciones meta en un anillo de piridina, mientras que el catión de la pralidoxima es un isómero orto .
niacina
Véase también
Referencias
- ↑ Morrison y Boyd, Química Orgánica , Allyn and Bacon Inc, Boston, 1959. Cap. 9, pág. 250.
- ↑ Morrison y Boyd, Química Orgánica , Allyn and Bacon Inc, Boston, 1959. Cap. 10, pág. 290.
- ↑ Morrison y Boyd, Química Orgánica , Allyn and Bacon Inc, Boston, 1959. Cap. 21, págs. 573-574.
- ↑ IUPAC , Compendio de Terminología Química , 5.ª ed. (el "Libro de Oro") (2025). Versión en línea: (2006 – ) " cine-sustitución ". doi : 10.1351/goldbook.C01081
- ↑ IUPAC , Compendio de Terminología Química , 5.ª ed. (el "Libro de Oro") (2025). Versión en línea: (2006 – ) " tele-sustitución ". doi : 10.1351/goldbook.T06256
- ↑ Wilhelm Körner (1867) "Faits pour servir à la détermination du lieu chimique dans la série aromatique" (Datos que se utilizarán para determinar la ubicación química en la serie aromática), Bulletins de l'Académie royale des sciences, des lettres et des beaux-arts de Belgique , segunda serie, 24 : 166-185; ver especialmente p. 169. De la pág. 169: "On distingue facilement ces trois séries, dans lesquelles les derivavés bihidroxiliques ont leurs Terms correspondientes, par les préfixes ortho -, para - et mêta -". (Se distinguen fácilmente estas tres series – en las que los derivados dihidroxi tienen sus términos correspondientes – por los prefijos orto -, para - y meta -.)
- ↑ Hermann von Fehling, ed., Neues Handwörterbuch der Chemie [Nuevo diccionario conciso de química] (Braunschweig, Alemania: Friedrich Vieweg und Sohn, 1874), vol. 1, pág. 1142.
- ↑ Graebe (1869) "Ueber die Constitution des Naphthalins" (Sobre la estructura de la naftaleno), Annalen der Chemie und Pharmacie , 149 : 20-28; ver especialmente p. 26.
- ↑ Victor Meyer (1870) "Untersuchungen über die Constitution der zweifach-substituirten Benzole" (Investigaciones sobre la estructura de los bencenos disustituidos), Annalen der Chemie und Pharmacie , 156 : 265-301; véanse especialmente las págs. 299-300.
- ↑ William B. Jensen (marzo de 2006) "Los orígenes de los prefijos orto- , meta- y para- en la nomenclatura química," Journal of Chemical Education , 83 (3) : 356.
- Compuestos aromáticos
- nomenclatura química