Química Orgânica 2 · Efeitos dos substituintes e orientação
Chlorination of toluene at the para position
Condições: Cl2, FeCl3 (cat.)
Desenhe este problema você mesmo
Arraste dos elétrons que se movem até onde eles vão, ou toque em um e depois no outro. Cada seta é verificada; Dica ajuda quando você travar. Não precisa de conta.
O mecanismo, passo a passo
Próximo mostra as setas curvas de cada passo e as explica. Os passos escritos estão abaixo.
Ler todos os 5 passos escritos
The ring attacks chlorine para to the methyl group
The ring π electrons are the nucleophile; FeCl3 polarizes Cl2 so one chlorine becomes electrophilic. Attack at the para carbon makes a new C–Cl bond and leaves a ring cation (the σ complex).
As setas curvas
- A ring π pair at the para carbon forms the new C–Cl bond.
- The Cl–Cl bond pair leaves with the far chlorine atom as Cl⁻ (the Lewis acid in the reagents only helps polarize this bond).
Put the positive charge next to the methyl group
The arenium ion is delocalized over the two meta carbons and the ipso carbon. In the contributor drawn next the charge sits on the methyl-bearing carbon, a tertiary-like cation stabilized by C–H hyperconjugation; only ortho or para attack gives this contributor.
As setas curvas
- The ipso–ortho π pair shifts toward the cation, moving the positive charge onto the ring carbon that carries the methyl group.
Why the methyl group directs ortho/para
The deciding factor is where the σ complex places its positive charge.
Chloride removes the ring proton
Chloride (as FeCl4⁻ in practice) removes the hydrogen on the sp3 ring carbon, and the C–H electrons restore the aromatic ring.
As setas curvas
- A chloride lone pair takes the hydrogen on the sp3 ring carbon.
- The C–H bond pair becomes a ring π bond, starting to restore the aromatic sextet.
- A ring π pair shifts one bond along to make room for the new π bond.
1-chloro-4-methylbenzene
Para substitution gives 1-chloro-4-methylbenzene and HCl. The ortho isomer also forms, because ortho attack gets the same methyl-stabilized contributor; meta attack never does.
O que você vai praticar
Draw para chlorination of toluene, including the σ-complex contributor that puts the positive charge on the methyl-bearing carbon.
Você acabou de desenhar cada seta deste problema.
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