Grupo atractor de electrones
Un grupo atractor de electrones ( EWG ) es un grupo o átomo que tiene la capacidad de atraer la densidad electrónica hacia sí mismo y alejarla de otros átomos adyacentes. [1] Esta transferencia de densidad electrónica a menudo se logra mediante resonancia o efectos inductivos. Los grupos atractores de electrones tienen impactos significativos en procesos químicos fundamentales como las reacciones ácido-base , los potenciales redox y las reacciones de sustitución. [1]
Consecuencias de los EWG
Efectos sobre la acidez de Bronsted
Los grupos atractores de electrones ejercen un efecto " inductivo " o de "atracción de electrones" sobre los enlaces covalentes . La fuerza del grupo atractor de electrones es inversamente proporcional al pKa del ácido carboxílico . [2]
El efecto inductivo es acumulativo: el ácido tricloroacético es 1000 veces más fuerte que el ácido cloroacético .
- El impacto del EWG en el pKa disminuye con la distancia desde el grupo carboxílico.
Para los ácidos benzoicos, el efecto se cuantifica mediante la ecuación de Hammett:
dónde
- = Constante de referencia
- = Constante sustituyente
- = Constante de velocidad de reacción
Efecto sobre la acidez de Lewis
Los EWG mejoran la acidez de Lewis , lo que hace que los compuestos sean más reactivos como ácidos de Lewis . Por ejemplo, el flúor es un sustituyente que atrae más electrones que el metilo , lo que da como resultado una mayor acidez de Lewis del trifluoruro de boro en relación con el trimetilborano . Los grupos que atraen electrones también tienden a reducir la basicidad de Lewis . [3]
Efecto sobre las reacciones de sustitución aromática
La sustitución electrofílica aromática se ve afectada por los EWG. El efecto se transmite por efectos inductivos y de resonancia. [1] El benceno con un EWG generalmente sufre una sustitución electrofílica en las posiciones meta. En general, las tasas disminuyen, por lo que los EWG se denominan desactivadores. [ cita requerida ]
En lo que respecta a las reacciones de sustitución nucleofílica , los grupos que atraen electrones son más propensos a la sustitución nucleofílica . Por ejemplo, el clordinitrobenceno es mucho más susceptible a las reacciones que desplazan al cloruro en comparación con el clorobenceno . [4]
Efectos sobre el potencial redox
En el contexto de la transferencia de electrones , estos grupos mejoran la tendencia al poder oxidante de las especies unidas. Por ejemplo, el tetracianoetileno actúa como oxidante debido a su unión a cuatro sustituyentes ciano , que son grupos que atraen electrones. [5]
Los oxidantes con EWG son más fuertes que el compuesto original. El acetilferrocenio es 300 mV más oxidante que el ferroceno . [ cita requerida ]
Comparación con grupos donadores de electrones
Los grupos atractores de electrones son el efecto opuesto de los grupos donadores de electrones (EDG). Ambos describen grupos funcionales , sin embargo, los grupos atractores de electrones alejan la densidad electrónica de una molécula, mientras que los EDG empujan la densidad electrónica hacia un sustituyente. [6]
Véase también
Referencias
- ^ abc Smith, Michael B.; March, Jerry (2007), Química orgánica avanzada: reacciones, mecanismos y estructura (6.ª ed.), Nueva York: Wiley-Interscience, ISBN 978-0-471-72091-1
- ^ "20.4: Efectos de los sustituyentes sobre la acidez". Chemistry LibreTexts . 2015-09-01 . Consultado el 2023-12-07 .
- ^ Caputo, Christopher B.; Stephan, Douglas W. (2015), "Ácidos y bases de Lewis no convencionales en la química de pares de Lewis frustrados", The Chemical Bond III , Cham: Springer International Publishing, págs. 1–29, doi :10.1007/430_2015_177, ISBN 978-3-319-35145-2, consultado el 5 de noviembre de 2023
- ^ JF Bunnett, RM Conner (1960). "2,4-dinitroyodobenceno". Síntesis orgánicas . 40 : 34. doi : 10.15227/orgsyn.040.0034.
- ^ Connelly, Neil G.; Geiger, William E. (1996). "Agentes redox químicos para la química organometálica". Chemical Reviews . 96 (2): 877–910. doi :10.1021/cr940053x. PMID 11848774.
- ^ Hunt, Ian (22 de octubre de 2023). "Capítulo 12: Reacciones de arenos. Sustitución aromática electrofílica".
