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Grupos Directores orto-para

Los grupos directores orto-para pueden ser tanto activantes como desactivantes.

Grupos activantes

Mapa de potencial electrostático de la anilina
Mapa de potencial electrostático de la anilina, en giro. El rojo indica exceso de densidad electrónica y el azul, defecto: el anillo es muy rico en electrones, sobre todo en las posiciones orto y para, por la cesión del par del nitrógeno.
Formas resonantes de la anilina: el par del nitrógeno aporta carga negativa a las posiciones orto y para; anillo activado frente a la SEAr

La anilina está tan activada que su bromación se produce sin necesidad de catalizador y es difícil de detener en el primer paso.

¿Puedes pensar cuál sería el serio inconveniente de utilizar un ácido de Lewis en esta reacción? Mira los ejercicios y problemas.

La anilina reacciona con 3 Br₂ en agua, sin catalizador, y da 2,4,6-tribromoanilina con un rendimiento del 100 %
Formas resonantes del ion bencenonio de la bromación de la anilina en para: en la cuarta, el par del nitrógeno estabiliza la carga positiva

La orientación es orto-para porque los iones bencenonio correspondientes están estabilizados por resonancia con el par solitario del nitrógeno.

Diagrama de energía de la bromación de la anilina: sus caminos están por debajo del del benceno, y los orto y para son los más bajos

La anilina reacciona más rápidamente que el benceno. Por tanto, sus caminos de reacción tienen energías de activación menores que él. La posición meta es la menos reactiva y tiene una energía de activación alta, porque los iones bencenonio orto y para están estabilizados gracias al concurso del par de electrones no compartido del nitrógeno.

Grupos desactivantes (débiles)

El mejor ejemplo son los halógenos. Su mayor electronegatividad retira algo de carga del anillo aromático y esto dificulta ligeramente la SEAr.

Mapas de potencial electrostático del clorobenceno (krel = 0,03; orto 30 %, para 70 %) y del bromobenceno (krel = 0,09; orto 40 %, para 60 %)

A pesar de que los halógenos tienen una mayor electronegatividad que el carbono, los anillos aromáticos del cloro- y del bromobenceno poseen una densidad electrónica suficiente como para que se pueda dar una segunda sustitución (por ejemplo una nitración) a velocidad razonable.

Nitración del clorobenceno: en la sustitución orto y para, el cloro estabiliza la carga positiva con uno de sus pares; en la meta no puede hacerlo

Los halobencenos reaccionan más lentamente que el benceno. Por tanto, el camino de reacción del benceno es algo más bajo en energía. De los tres posibles caminos, orto, meta y para, el meta será más alto que ninguno, ya que el halógeno no puede interaccionar con la carga positiva y estabilizarla. La estabilización adicional de los iones bencenonio orto y para (ver arriba) hace que estos caminos sean más bajos en energía.

Diagrama de energía de la nitración del clorobenceno (krel = 0,03; orto 30 %, meta 0 %, para 70 %): sus caminos están por encima del del benceno y el meta es el más alto