اثرات دهندگی و کشندگی رزونانسی

[*میترا*]

اثر کشندگی یا دهندگی رزونانسی به اثرهای القایی و رزونانسی حلقه های اروماتیک برمیگردد.توضیح اینکه یک گروه استخلافی نسبت به حلقه آروماتیک به دو طریق می تواند دهنده الکترون یا کشنده الکترون باشد : به وسیله اثر القایی و اثر رونانسی.نحوه عملکرد به این صورت است که الان توضیح میدم.

اثرات القایی ناشی از الکترونگاتیوی ذاتی اتمها و دو قطبی بودن گروههای عاملی است. این اثرات از راه دادن یا خارج کردن الکترونها از طریق پیوندهای سیگما یا از طریق فضایی اثر میکنند.مثلا استخلافهای هالوژنی به خاطر الکترونگاتیو بودن گروه غیرفعال کننده هستند زیرا از طریق پیوند سیگمای کربن- هالوژن کشنده الکترون از حلقه آروماتیک می باشند. اما استخلافهایی مثل نیترو سیانو و کربونیل به علت دو قطبی بودن گروه عاملی به طور القایی الکترون کشنده هستند.در این موارد اتمی که مستقیما به حلقه آروماتیک پیوند دارد دارای باری جزیی مثبت است و بنابراین الکترونها را به سوی بیرون حلقه میکشد.گروههای هالوژن به دلیل الکترونگاتیوی به طور القایی کشنده الکترون هستند.گروههای الکیل به طور القایی الکترون دهنده هستند و بنابراین حلقه را فعال میکنند و احتمالا مانند عواملی است که سبب پایداری الکنها در اثر استخلافهای الکیل میشود.(الکنهای بیشتر استخلاف شده پایدارتر هستند)و ممکن است در این پایداری مزدوج شدن ه دخالت داشته باشد. گروه الیل به طور القایی الکترون دهنده است.

حالا اثرات رزونانسی

اثرات رزونانسی به وسیله دهندگی یا کشندگی الکترون از طریق همپوشانی اربیتال p با الکترونهای پی حلقه آروماتیک و یا جفت الکترون اعمال میگردد.استخلافهایی مثل نیترو کربونیل و سیانو از طریق اتمهای دارنده اربیتالهای p به حلقه آروماتیکی پیوند دارند و در نتیجه الکترونهای پی حلقه آروماتیک می توانند در این استخلافها نامستقر شوند. مثلا در ساختمانهای رزونانسی نیترو بنزن و بنزآلدهید الکترونهای پی حلقه آروماتیک به طور رزونانسی به طرف استخلافها جابجا می شوند. در نتیجه یک بار مثبت در حلقه ایجاد میشود و حلقه نسبت به حمله الکتروندوستی غیرفعال میشود. و بر عکس استخلافهایی مثل هیدروکسیل و متوکسیل و آمینو از طریق اثرات رونانسی الکترون دهنده هستند و الکترونهای پی خود را به حلقه میدهند و آن را فعال می سازند.شاید تعجب کنید که گروههای هیدروکسیل و متوکسیل و آمینو فعال کننده حلقه هستند در حالی که اکسیژن و نیتروژن هر دو الکترونگاتیو میباشند. به تعریفی دیگر انتظار می رود که این عناصر از طریق القایی حلقه را غیرفعال کنند اما عملا در الکترون دهندگی رزونانسی این استخلافها بر اثر القایی الکترون کشندگی آنها ارجحیت دارد.

اگر استخلاف فعال کننده گروه باشد(دهنده)هدایت کننده ارتو و پاراست.

اگر استخلاف غیرفعال کننده گروه باشد (کشنده)هدایت کننده متاست.

استخلافها را به سه گروه میتوان تقسیم کرد:

فعال کننده و هدایت کننده ارتو و پارا

غیرفعال کننده و هدایت کننده ارتو و پارا

غیرفعال کننده و هدایت کننده متا

با توجه به نتایج اثرات رزونانسی و اثرات القایی میتوانیم چگونگی اعمال جهت دهندگی آنها پی ببریم.
حالا منظور از فعال کنندگی و غیرفعال کنندگی چیست؟

استخلافهای فعال کننده ارتو و پارا در تمام موقعیت های حلقه آروماتیک را فعال می کنند.اما هدایت کنندگی ارتو پارای آنها به این دلیل است که موقعیت ارتو و پارا را بیشتر از متا فعال میکند. واضح است که استخلاف در موقعیتی انجام میشود که بیشتر از موقعیتهای دیگر فعال شده است.به طور مشابه استخلافهای غیرفعال کننده تمام موقعیت های حلقه را غیرفعال میکنند.استخلافهای هدایت کننده به موقعیت متا موقعیتهای پارا و ارتو را بیش از موقعیت متا غیرفعال میکند. در هر حال استخلاف در موقعیتی انجام میشود که کمتر غیرفعال شده باشد.

منبع: سایت علمی نخبگان جوان