Ortho, meta und para – die Stellung zweier Substituenten am Benzolring

Die Stellung eines Zweitsubstituenten am Benzolring – Ortho,meta oder para-Stellung

Ist am einem Benzolring bereits ein Substituent vorhanden, so gibt es für einen zweiten Substituenten, der an den Benzolring bindet, drei Stellen am Benzolring. In der Chemie gibt man die Stellung des Zweitsubstituenten relativ zum Erstsubstituenten an. Diese relativen Stellungen zueinander werden mit Ortho-, Meta- oder Para-Stellung bezeichnet. In der Formelschreibweise werden diese Stellungen auch abgekürzt und dem Molekülnamen vorangestellt. Dabei steht das „o“für Ortho, das „m“für Meta und das „p“für Para.

ortho, meta, para


Anders als bei einer Erstsubstitution kann bei einer Zweitsubstitution aufgrund des bereits vorhandenen Substituenten die Stellung, also Ortho-, meta-, oder para-Stellung vorhergesagt werden. Dazu werden die Substituenten in Substituenten 1. Ordnung und 2. Ordnung eingeteilt. Die Einteilung der Substituenten erfolgt aufgrund der Erhöhung der Elektronendichte (Substituent 1. Ordnung) bzw. Erniedrigung der Elektronendichte (Substituent 2. Ordnung) im Benzolring.
Substituenten 1. Ordnung dirigieren den zweiten Substituenten in ortho- und para-Stellung. Substituenten 2. Ordnung dirigieren den zweiten Substituenten in meta-Stellung. Zusätzlich erhöhen Substituenten 1. Ordnung die Reaktionsgeschwindigkeit (im Vergleich zu Benzol), sie wirken aktivierend. Substituenten 2. Ordnung senken die Reaktionsgeschwindigkeit, sie wirken desaktivierend.

Auflistung der wichtigsten Substituenten:

SubstituentSubstituenteneffektOrientierung
-OH-I und +M-Effektortho und para
-OR-I und +M-Effektortho und para
-NH2, -NHR, -NR2-I und +M-Effektortho und para
-Alkylrest+I und +M-Effektortho und para
-Halogene (z:B. -Cl, -Br)-I und +M-Effektortho und para
-NO2-I und -M-Effektmeta
-NR3+-I-Effektmeta
-COX-I und -M-Effektmeta
-CN-I und -M-Effektmeta

Kurze Erklärung der Effekte

Im Rahmen der Schulchemie untersucht man bei der Stellung des Zweitsubstituenten (ortho, meta oder para) den Erstsubstituenten nach seinem induktiven Effekte (dem sogenannten I-Effekt). Bei dem induktiven Effekt, wird Elektronendichte übertragen bzw. abgezogen. Der induktive Effekt erfolgt über eine Einfachbindung. So ziehen stark elektronegative (Hetero)atome Elektronendichte aus dem Benzolring ab, während weniger elektronegative Atome (im Vergleich zum Kohlenstoffatom) Elektronendichte auf den Benzolring übertragen. Der zweite Effekt, der einen wesentlich größeren Effekt auf die ortho, meta- oder para-Stellung des Zweitsubstituenten hat, sind die Resonanzeffekte (sogenannte M-Effekte). In diesem Fall kommt es zur Ausbildung mesomerer Grenzstrukturen, dabei stellt der Erstsubstituenten dem Benzolring über ein freies Elektronenpaar Elektronendichte zur Verfügung bzw. kann durch Übertragung von Elektronendichte aus der Pi-Bindung des Benzolrings Elektronendichte an den Substituenten übertragen werden.

Woher weiß ich, wie das Verhältnis ortho- und para-Produkt bei der Zweitsubstitution ist?

Die rein statistische Erwartung für ortho/para-Produkt beträgt ca. 67:33. Diese Zahl ist aber reine „Statisik“. Bei Reaktionen unter Realbedingungen wird das Verhältnis ortho- oder para-Stellung durch viele Bedingungen beeinflusst,v.a. aber durch sterische Effekte. So führen voluminöse Substituenten zu einer Erhöhung des para-Anteils.




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