1) $ \ ce {NO + 2} $ electrophile.

Sì

2) L'anello di benzene è attaccato a un gruppo, quindi le meta posizioni sono arricchite e l'elettrofilo ha la possibilità di attaccare posizioni orto / para.

L'effetto del sostituente nel tuo esempio è probabilmente simile all'effetto di un gruppo metile ( eg la sostituzione di un idrogeno metilico con un gruppo metossi non avrà un grande effetto sulla capacità di donazione di elettroni del sostituente). Guarda i tassi relativi di nitrazione nella figura seguente.

( fonte immagine)

Lo vediamo nel toluene le posizioni ortho e para reagiscono 43 e 55 volte (questi due numeri sono piuttosto vicini) più velocemente che nel benzene, mentre la velocità di reazione al meta la posizione cambia poco dal benzene. Ciò è coerente con la capacità di donazione di pi di un gruppo metile che aggiunge densità di elettroni alle posizioni ortho e para rendendole più attraenti per l'attacco di un elettrofilo.

3) La posizione ortho è più stericamente ostacolata, quindi para : prodotto principale e prodotto ortho secondario.

Guarda il tasso relativo per la posizione orto nel t -butilbenzene, qui i fattori sterici giocano sicuramente un ruolo nel rallentamento attacco in basso nella posizione orto . In confronto, il gruppo metile (e il tuo sostituente) non è molto grande e può ridurre leggermente la velocità di reazione nella posizione orto in toluene (43 vs. 55 anziché entrambi i numeri sono 55) o il tuo esempio.

Un altro fattore da considerare è di natura statistica, ci sono due posizioni ortho , ma solo una posizione para . Quindi, se tutto il resto fosse uguale, ci aspetteremmo il doppio del prodotto ortho rispetto al prodotto para .

In sintesi,

• l'effetto di donazione di elettroni del sostituente aumenta la velocità nelle posizioni ortho e para in misura simile
• i fattori sterici potrebbero ridurre la velocità nella posizione ortho una piccola quantità
• fattori statistici favoriscono il doppio dell'attacco nella posizione ortho rispetto alla posizione para posizione

Questo effetto statistico è il più grande dei tre ed è coerente con l'isomero ortho come prodotto principale.

Un ultimo avvertimento Nota. Quando discutiamo delle velocità di reazione, stiamo davvero discutendo della cinetica: quale prodotto si formerà più velocemente. Tuttavia, la sostituzione aromatica elettrofila è un processo di equilibrio. Se si consente alla reazione di funzionare ad alta temperatura o per un lungo periodo, la termodinamica può prendere il sopravvento e potremmo ritrovarci con una composizione del prodotto basata sulla stabilità relativa del prodotto piuttosto che su fattori cinetici.