abiweb
online lernen

Die perfekte Abiturvorbereitung

Zweitsubstitution

Das aromatische System / Typische aromatische Reaktionen

Die erste SubstitutionsReaktion bestimmt die Reaktionsgeschwindigkeit und ebenso den Ort der zweiten Substitutionsreaktion am aromatischen Ring.

Substitutienten können an unterschiedlichen Positionen des aromatischen Rings eingeführt werden. Man unterscheidet folgende Stellungen am Benzolring:

  • Ortho: 1,2- (kurz o-)
  • Para: 1,4- (kurz p-)
  • Meta: 1,3- (kurz m-)
  • [IPSO: 1, an der selben Stelle]

Diese ortho-meta-para-Varianten sind drei Konstitutionsisomere.

Muster der möglichen Zweitsubstition bei Aromaten. Die Positionen ortho, meta oder para sind möglich.

Wird der Benzolring an mehreren Stellen durch Substituenten ergänzt, so werden ihre Positionen mit den entsprechenden Nummern bezeichnet.

Die Erstsubstituenten beeinflussen die Zweitsubstitution. Dies geschieht durch die I- und M-Effekte der Erstsubstituenten, welchen den zweiten Substituent in ganz bestimmte Positionen drängen.  Die gezeigte Tabelle gibt eine Übersicht über den Einfluß der Erstsubstituenten:

Erstsubst.

I-/M-Effekt

Dirigiert nach…

Substituent….

-OH

-O+ (Rest)

-NH2

 

-          I, +M

-          I < +M

Ortho

und Para

1. Ordnung

-  Res

  + I

Ortho, Para

1.Ordnung

- Cl

-Br

- Halogene

 I > +M

Ortho

und Para

1. Ordnung

-  NO2

-CHO

-SO3H

-COOH

- COO-Rest

   I und  + M

Meta

2. Ordnung

Wird dem aromatischen Ring ein Substituent mit (+)-Effekt hinzugefügt, so steigt die Elektronendichte und die Zweitsubstitution findet überwiegend an der Ortho- und Para-Stellung statt.

Wird durch einen Zweitsubstituent am Ring die Elektronendichte verringert ( (-)-Effekt, so findet eine Zweitsubstitution an der Meta-Stellung statt.

Bei diesen Subsittutionsreaktionen spielt die Mesomerie eine große Rolle. So gibt es Grenzformen, die besonders gut stabilisieren. Hier finden sich viele Produkte dieses Übergangszustandes. Bei den (+)-Effekten ist dies der Fall, der Ring wird stabilisiert. 

Die Reaktionsbedingungen für die Zweitsubstitution haben ebenso erheblichen Einfluß auf das entstehende Endprodukt. So gibt es zwei verschiedene Reaktionenszenarien:

  • KKK = Kälte, Kern, Katalysator
    Hier kommt es zu einer Zweitsubstitution.
  • SSS = Siedehitze, Seitenkette, Sonne
    Die Reaktion des zweiten Substituenten finden an der Position des ersten Substituenten statt. Beispiel: radikalische Substitution

Generell läuft die Zweitsubstitution nach der Erstsubstitution ab, es  können drei Konstitutionsisomere (ortho-meta-para) entstehen.

Merke

KKK   ->   Kälte, Kern, Katalysator,

SSS   ->   Siedehitze, Seitenkette, Sonne

Derivate des Benzols entstehen durch die elektrophile aromatische Substitution des Benzolrings.