Química orgánica: ¿por qué la nitración del benceno es más rápida que la nitración del clorobenceno?

La sustitución electrófila aromática en la que el electrófilo atacante es ion nitronio se conoce como nitración.

El benceno es un centro rico en electrones para atacar a los electrófilos. Por lo tanto, reacciona con una velocidad considerable, con una mezcla de nitración para formar nitrobenceno.

La reactividad hacia la sustitución electrofílica está influenciada por los sustituyentes presentes en el anillo.

En el caso del clorobenceno, el cloro se desactiva debido al efecto -I. Atrae un par compartido de enlaces C-Cl hacia sí mismo. Por lo tanto, el ataque del ion nitronio se vuelve difícil.

La nitración aromática es un tipo de sustitución aromática electrofílica. Su tasa depende de cuán rico en electrones sea el anillo; Más anillos ricos en electrones reaccionan más rápido. ( La sustitución aromática nucleofílica , por cierto, es lo contrario; los anillos pobres en electrones son los más activados hacia tales reacciones.) Dado que el cloro es un sustituyente que retira electrones, el clorobenceno es menos rico en electrones que el benceno. Por lo tanto, la nitración será más lenta.

El cloro está teniendo un efecto -I y + M pero su efecto inductivo es más fuerte que el mesomérico, por lo tanto, es un retiro general de electrones. nitraion es más lento porque ahora el anillo se desactiva

Puede encontrar más detalles sobre la sustitución aromática electrófila.

El átomo de cloro extrae la densidad de electrones del anillo de benceno, desestabilizando aún más el intermedio de ion arenio cargado positivamente. Esto aumenta la barrera de activación que debe superarse para implementar el paso de determinación de la velocidad, lo que significa que menos colisiones provocarán una reacción, lo que significa una reacción más lenta. Aquí hay algunos consejos sobre qué grupos se están activando / desactivando y por qué:

La nitración es una adición electrofílica.

El cloro desactiva el anillo de benceno en adición electrofílica, por lo tanto, es más lento que el benceno