18.12: Kierujące działanie podstawników: grupy orto-para

Grupy kierujące orto-para są grupami podstawników przyłączonymi do pierścienia benzenowego i kierują addycję elektrofilu do pozycji orto lub para do podstawnika.Wszystkie grupy oddające elektrony są uważane za kierowników orto-para. Oddają elektrony pierścieniowi i sprawiają, że pierścień jest bardziej bogaty w elektrony. Pierścień jest zatem podatny na dodanie elektrofilów. Podstawniki takie jak amino, hydroksy lub alkoksy, zawierające wolne pary na atomie sąsiadującym z pierścieniem, oddają elektrony poprzez rezonans. Na przykład fenol może ulegać nitrowaniu w pozycjach orto, meta lub para. Jednakże półprodukty orto i parakarbokationowe są bardziej stabilne niż półprodukt meta, ponieważ mają więcej form rezonansowych. Co więcej, istnieje szczególnie korzystna forma półproduktów orto- i parakarbokationowych - ta powstająca w wyniku oddawania niewiążących elektronów tlenu.

Podstawniki alkilowe bez samotnych par działają również jako kierowniki orto-para. Oddają elektrony poprzez efekt indukcyjny. Półprodukty karbokationowe biorące udział w ataku orto-para są bardziej stabilne niż meta. Kierowniki orto-para działają poprzez stabilizację ładunku dodatniego bezpośrednio na węglu podstawionym metylem. Ponieważ jest to pozycja trzeciorzędowa, ładunek dodatni może być stabilizowany przez indukcyjny efekt grupy metylowej przekazujący elektrony.

Podstawniki obecne na pierścieniu benzenowym, które kierują przychodzącą grupę do pozycji orto lub para do siebie podczas substytucji elektrofilowej, są dyrektorami orto-para.

Te podstawniki działają poprzez oddawanie elektronów do pierścienia benzenowego, zwiększając w ten sposób reaktywność pierścienia w kierunku elektrofilu.

Grupy z niewspółdzielonymi parami elektronów na atomie przylegającym do pierścienia oddają elektrony poprzez rezonans.

Na przykład nitrowanie fenolu zachodzi szybciej w pozycjach orto-para niż w meta, ponieważ produkty pośrednie orto i para karbokationu są bardziej stabilne. Mają więcej form rezonansowych, w tym jedną stabilizowaną przez niewiążące elektrony tlenu.

Grupy bez niewspółdzielonych par elektronów oddają elektrony poprzez efekt indukcyjny.

Na przykład podczas nitrowania toluenu produkty pośrednie karbokationu biorące udział w substytucji orto-para są bardziej stabilne niż meta. Dodatni ładunek węgla trzeciorzędowego jest stabilizowany przez efekt indukcyjny grupy metylowej oddający elektrony.