Patrones de sustitución en hidrocarburos aromáticos

Los patrones de sustitución en hidrocarburos aromáticos forman parte de la química orgánica de los derivados del benceno y definen la posición de los sustituyentes distintos del hidrógeno en relación a los átomos de carbono del hidrocarburo aromático.

Sustitución orto, meta, y para en derivados disustituidos

 

Principales patrones de sustitución en hidrocarburos aromáticos.

Los átomos de carbono del anillo hexagonal del benceno se nombran del 1 al 6, comenzando con el carbono que tenga un sustituyente distinto del hidrógeno y en el sentido en que los números que se emplean como localizadores sean los más bajos posibles.

• En la sustitución orto, los dos sustituyentes ocupan posiciones próximas o contiguas entre sí, que se numeran como carbonos 1 y 2. En la figura, esas posiciones se han señalado con los símbolos R y orto.
• En la sustitución meta, los dos sustituyentes ocupan las posiciones 1 y 3. En la figura, esas posiciones se han señalado con los símbolos R y meta.
• En la sustitución para, los dos sustituyentes ocupan las posiciones opuestas 1 y 4. En la figura, esas posiciones se han señalado con los símbolos R y para.

Las toluidinas sirven como ejemplo de estos tres tipos de sustitución.

Sustitución ipso, meso, y peri

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  Sustitución en posición ipso.

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  Sustitución en posición meso.

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  Sustitución en posición peri.

• Sustitución en posición Ipso describe un compuesto con dos sustituyentes que comparten la misma posición del anillo en un compuesto intermediario de una sustitución electrofílica aromática.
• Sustitución en posición Meso se refiere a los sustituyentes que ocupan una posición bencílica. Se observa en compuestos como calixarenos y acridinas.
• Sustitución en posición Peri ocurre en compuestos como naftalenos para sustituyentes en las posiciones 1 y 8.

Sustitución Cine y Tele

• En la sustitución Cine, el grupo entrante toma una posición adyacente a la ocupada por el grupo saliente. Por ejemplo, la sustitución cine se observa en la química de arinos.^[1]​
• La sustitución Tele tiene lugar cuando la nueva posición se aleja del anillo en más de un átomo.^[2]​

Origen

Los prefijos orto, meta, y para derivan del griego, y significan recto o correcto, siguiente o después, y similar a o semejante, respectivamente. La relación con el significado actual quizás no sea tan obvia. La denominación orto se usó históricamente para designar al compuesto original, y un isómero era llamado el compuesto meta. Por ejemplo, los nombres tradicionales ácido ortofosfórico y ácido metafosfórico no tienen nada que ver con los compuestos aromáticos. De igual modo, la denominación para se reservó sólo para compuestos estrechamente relacionados. Berzelius llamó originalmente a la forma racémica del ácido aspártico ácido paraaspártico (o simplemente ácido racémico, otro término obsoleto de 1830.

El uso de las denominaciones orto, meta y para para los anillos bencénicos con dos sustituyentes se inició con Wilhelm Körner en el período 1866–1874 aunque él escogió reservar el prefijo orto para elisómero 1,4 y el prefijo meta para el isómero 1,2. La nomenclatura actual (de nuevo diferente de la actual) fue introducida por la Chemical Society en 1879.^[3]​

Ejemplos

Un ejemplo de uso de esta nomenclatura se da en los isómeros del cresol:

 

Catecol (orto), resorcinol (meta) e hidroquinona (para) también son isómeros:

 

El ácido ftálico (orto) tiene dos isómeros, el isómero meta o ácido isoftálico y el isómero para o ácido tereftálico:

 

Referencias

1. Unión Internacional de Química Pura y Aplicada. «cine-substitution». Compendium of Chemical Terminology. Versión en línea (en inglés).
2. Unión Internacional de Química Pura y Aplicada. «tele-substitution». Compendium of Chemical Terminology. Versión en línea (en inglés).
3. The Origins of the Ortho-, Meta-, and Para- Prefixes in Chemical Nomenclature, William B. Jensen, Journal of Chemical Education • Vol. 83 No. 3 March p. 356 2006

•   Datos: Q902363