18.17: Kierowanie i efekty steryczne w dipodstawionych pochodnych benzenu

Gdy dipodstawione benzeny ulegają podstawieniu elektrofilowemu, rozkład produktu zależy od kierującego działania obu podstawników. Kiedy kierujące działanie obu podstawników wzmacnia się nawzajem, otrzymuje się pojedynczy produkt. Na przykład bromowanie p-nitrotoluenu zachodzi w pozycji orto do grupy metylowej i meta w stosunku do grupy nitrowej, która znajduje się w tej samej pozycji, co daje pojedynczy produkt. Jeśli jednak kierujące efekty dwóch grup są sobie przeciwne, pozycja podstawnika kieruje grupa silniej aktywująca. Na przykład podczas nitrowania p-metylofenolu silniejszy aktywator – grupa hydroksylowa – kieruje do niego podstawienie orto. Podstawniki o podobnych właściwościach aktywujących dostarczają mieszaninę produktów. Efekt steryczny odgrywa również kluczową rolę w określaniu dystrybucji produktu. Na przykład nitrowanie p-tert-butylotoluenu zachodzi w pozycji mniej utrudnionej orto w stosunku do grupy metylowej. Podobnie podstawienie zwykle nie zachodzi między dwiema grupami w meta-dipodstawionym pierścieniu.

Substytucja elektrofilowa podstawionego pierścienia benzenowego zależy od kierunkowego działania poszczególnych podstawników.

Jeśli bezpośrednie efekty podstawników wzmacniają się wzajemnie, substytucja daje pojedynczy produkt.

Na przykład bromowanie p-nitrotoluenu jest skierowane w tę samą pozycję - orto do grupy metylowej i meta do grupy nitrowej, co daje pojedynczy produkt.

Alternatywnie, jeśli efekty kierujące podstawników konkurują, dominuje silniejsza grupa aktywująca.

Na przykład nitrowanie p-metylofenolu występuje orto do grupy hydroksylowej, ponieważ jest silniejszym aktywatorem niż grupa metylowa.

Podstawniki o podobnych właściwościach aktywujących dają mieszaninę produktów.

Efekt steryczny odgrywa również ważną rolę w określaniu dystrybucji produktu.

Na przykład nitrowanie p-tert-butylotoluenu zachodzi w mniej utrudnionym położeniu - orto do grupy metylowej.

Warto zauważyć, że substytucja między dwiema grupami w meta-dipodstawionym pierścieniu nie jest preferowana ze względu na przeszkodę steryczną. Na przykład nitrowanie m-chlorotoluenu.