Deze topic is door de gebruikers van Wetenschapsforum genomineerd als
Hallowa.
Ik zit met een vraagstuk en hoop dat iemand me hiermee kan helpen.
Achtergrond
Op school ben ik momenteel bezig met mijn minorproject over de synthese van 1-broom-3-chloor-5-joodbenzeen vanuit aniline. Dit is een zes stappen tellende synthese die bestaat uit de volgende zes delen:
- Synthese van acetanilide uit aniline
- Synthese van 4-broomacetanilide uit acetanilide
- Synthese van 4-broom-2-chlooracetanilide uit 4-broomacetanilide
- Synthese van 4-broom-2-chlooraniline vanuit 4-broom-2-chlooracetanilide
- Synthese van 4-broom-2-chloor-6-joodaniline vanuit 4-broom-2-chlooraniline
- Synthese van 1-broom-3-chloor-5-joodbenzeen vanuit 4-broom-2-chloor-6-joodaniline
De amine (en later amide) is de zijgroep aan de ring die ervoor moet zorgen dat de halogenen op de juiste posities terecht komen. De amine is een sterke positierichtende groep en wordt eerst omgebouwd tot de amide, die minder sterk is als positierichtende groep. Door er een minder sterke groep van te maken, wordt er di- en tribromering (op de orthoposities) en in de volgende stap dichlorering (op twee i.p.v. één orthopositie) voorkomen.
Vervolgens moet er nog jood aangehangen worden, maar daarvoor is de amide niet sterk genoeg. Daarom wordt deze weer omgebouwd tot de oorspronkelijke amine. Daarna is het wel mogelijk om het jood eraan te hangen. Tot slot wordt de amine eraf gehaald.
Probleem
Het is natuurlijk makkelijk gezegd dat de amide zwakker is dan de amine. Als betrouwbare literatuur dat zegt, zal dat vast wel kloppen. Maar waarom is dat nou eigenlijk? Dat is het grote vraagstuk waar ik mee zit.
Op de orthopositie is natuurlijk enige sterische hindering van de zijgroep die wel enigszins kan verklaren waarom er slechts monobromering plaatsvindt (op de parapositie). Maar vervolgens wordt er wel een chloor op de ene orthopositie gezet. Als er eentje kan, waarom zou er dan geen dichlorering plaatsvinden? Er zal misschien een klein beetje gedichloreerd worden, maar voornamelijk monochlorering. Dat moet ook wel, want de andere orthopositie moet vrij blijven voor het jood. En als de amide wel ervoor kan zorgen dat er een waterstofatoom wordt vervangen door een chlooratoom, waarom kan er dan geen joodatoom op de plaats van een ander waterstofatoom gezet worden? Waarom moet daarvoor de amide weer een amine worden?
De centrale vraag
Wat is nu de theorie achter de invloed van de positierichtende zijgroep op mono-, di- en trisubstitutie?
Eigen gedachten
Helaas heb ik zelf geen enkel idee. De bron waar ik de informatie vandaag heb (Wade Jr., L.G. (2006). Organic chemistry. 6th edition. Upper Saddle River, Verenigde Staten van Amerika: Pearson Education Inc. p. 763-770), geeft vrij weinig informatie over de 'kracht' van positierichtende groepen.
Er wordt slechts vermeldt dat er grofweg drie groepen zijn:
- Sterkte ortho- en pararichters, zoals -OH, OR en NR2
- Middelmatige ortho- en pararichters, zoals alkylgroepen en halogenen
- Metarichters, zoals ketonen en nitrogroepen
Hopelijk is het probleem duidelijk en weet iemand ook hoe het in elkaar steekt.
Bij voorbaat dank.