Γιατί παράγονται δύο ισομερή στη νιτροποίηση της φαινόλης;
1. Ο ρόλος της ομάδας υδροξυλίου:
* Φύση-δόνησης ηλεκτρονίων: Η ομάδα υδροξυλίου είναι μια ισχυρή ομάδα-δοντάνιο ηλεκτρονίων. Αυξάνει την πυκνότητα των ηλεκτρονίων στις θέσεις Ortho και Para του δακτυλίου βενζολίου λόγω συντονισμού.
* Εφέ καθοδήγησης: Αυτή η αυξημένη πυκνότητα ηλεκτρονίων καθιστά τις θέσεις Ortho και Para πιο ευαίσθητες σε ηλεκτρόφιλη επίθεση.
2. Ο μηχανισμός νιτροποίησης:
* Electrophile: Το ιόν νιτρόνιο (ΝΟ2+) δρα ως ηλεκτρόφιλο στην αντίδραση.
* επίθεση: Το ιόν νιτρόνιο επιτίθεται στο δακτύλιο βενζολίου στις θέσεις ορθο ή παραγράφου, όπου η πυκνότητα των ηλεκτρονίων είναι υψηλότερη.
* Ενδιάμεση: Σχηματίζεται ένα ενδιάμεσο carbocation, το οποίο σταθεροποιείται με συντονισμό.
* αποπροστονία: Ένα πρωτόνιο απομακρύνεται από την καρβόλα, αναζωογονώντας τον αρωματικό δακτύλιο και σχηματίζοντας το προϊόν νιτροφαινόλης.
3. Γιατί όχι meta;
Η θέση μετα-πλούσιου είναι πλούσια σε ηλεκτρόνια λόγω της απενεργοποίησης του θετικού φορτίου στο οξυγόνο της υδροξυλομάδας. Αυτό καθιστά τη θέση meta λιγότερο ευαίσθητη σε ηλεκτρόφιλη επίθεση.
4. Στερειακή παρεμπόδιση:
Παρόλο που η θέση ορθο -θέση ευνοείται λόγω της πυκνότητας ηλεκτρονίων, μπορεί να παρεμποδιστεί στερητικά. Η ογκώδης ομάδα νιτρο μπορεί να παρουσιάσει κάποια στερική απόρριψη από την ομάδα υδροξυλίου. Αυτό μπορεί να συμβάλει στο σχηματισμό της παρα-νιτροφαινόλης ως το κύριο προϊόν σε ορισμένες περιπτώσεις.
Συνοπτικά, η νιτροποίηση της φαινόλης παράγει δύο ισομερή, ortho και para, λόγω της κατευθυνόμενης επίδρασης της υδροξυλομικής ομάδας, η οποία ευνοεί τις θέσεις ortho και para για ηλεκτροφιλική επίθεση. Η μετα -θέση είναι λιγότερο αντιδραστική λόγω της απενεργοποίησης της υδροξυλομάδας.
