Arene substitution patterns are part of organic chemistryIUPAC nomenclature and pinpoint the position of substituents other than hydrogen in relation to each other on an aromatic hydrocarbon.
Ortho, meta, and para substitution

- In ortho-substitution, two substituents occupy positions next to each other, which may be numbered 1 and 2. In the diagram, these positions are marked R and ortho.
- In meta-substitution, the substituents occupy positions 1 and 3 (corresponding to R and meta in the diagram).
- In para-substitution, the substituents occupy the opposite ends (positions 1 and 4, corresponding to R and para in the diagram).
The toluidines serve as an example for these three types of substitution.
Synthesis
Electron donating groups, for example amino, hydroxyl, alkyl, and phenyl groups tend to be ortho/para-directors, and electron withdrawing groups such as nitro, nitrile, and ketone groups, tend to be meta-directors.
Properties
Although the specifics vary depending on the compound, in simple disubstituted arenes, the three isomers tend to have rather similar boiling points. However, the para isomer usually has the highest melting point, and the lowest solubility in a given solvent, of the three isomers.[1]
Separation of ortho and para isomers
Because electron donating groups are both ortho and para directors, separation of these isomers is a common problem in synthetic chemistry. Several methods exist in order to separate these isomers:
- Column chromatography will often separate these isomers, as the ortho is more polar than the para in general.
- Fractional crystallisation can be used to obtain pure para product, relying on the principle that it is less soluble than the ortho and thus will crystallise first. Care must be taken to avoid cocrystallisation of the ortho isomer.[2]
- Muchos isómeros orto y para de compuestos nitro tienen puntos de ebullición bastante diferentes . Estos isómeros a menudo se pueden separar por destilación. Estos isómeros separados se pueden convertir en sales de diazonio y utilizarse para preparar otros compuestos orto o para puros . [ 3 ]
Sustitución ipso , meso y peri
ipso - sustitución.
meso - sustitución.
peri - sustitución.
- La sustitución ipso describe dos sustituyentes que comparten la misma posición en el anillo de un compuesto intermedio en una sustitución aromática electrófila . Los grupos trimetilsililo , terc -butilo e isopropilo pueden formar carbocationes estables , por lo que songrupos directores ipso .
- La sustitución meso se refiere a los sustituyentes que ocupan una posición bencílica . Se observa en compuestos como los calixarenos y las acridinas .
- La sustitución peri se produce en los naftalenos para los sustituyentes en las posiciones 1 y 8.
Sustitución de cine y televisión
- En la cinesustitución , el grupo entrante ocupa una posición adyacente a la ocupada por el grupo saliente . Por ejemplo, la cinesustitución se observa en la química de los arinos . [ 4 ]
- La telesustitución ocurre cuando la nueva posición está a más de un átomo de distancia en el anillo. [ 5 ]
Etimología
The prefixes ortho, meta, and para are all derived from Greek, meaning correct, following, and beside, respectively. The relationship to the current meaning is perhaps not obvious. The ortho description was historically used to designate the original compound, and an isomer was often called the meta compound. For instance, the trivial names orthophosphoric acid and trimetaphosphoric acid have nothing to do with aromatics at all. Likewise, the description para was reserved for just closely related compounds. Thus Jöns Jakob Berzelius originally called the racemic form of tartaric acid "paratartaric acid" (another obsolete term: racemic acid) in 1830. The use of the prefixes ortho, meta and para to distinguish isomers of disubstituted aromatic rings starts with Wilhelm Körner in 1867, although he applied the ortho prefix to a 1,4-isomer and the meta prefix to a 1,2-isomer.[6][7] It was the German chemist Karl Gräbe who, in 1869, first used the prefixes ortho-, meta-, para- to denote specific relative locations of the substituents on a disubstituted aromatic ring (namely naphthalene).[8] In 1870, the German chemist Viktor Meyer first applied Gräbe's nomenclature to benzene.[9] The current nomenclature was introduced by the Chemical Society in 1879.[10]
Examples
Examples of the use of this nomenclature are given for isomers of cresol, C6H4(OH)(CH3):
There are three arene substitution isomers of dihydroxybenzene (C6H4(OH)2) – the ortho isomer catechol, the meta isomer resorcinol, and the para isomer hydroquinone:
Existen tres isómeros de sustitución de areno del ácido bencenodicarboxílico (C 6 H 4 (COOH) 2 ) – el isómero orto ácido ftálico , el isómero meta ácido isoftálico y el isómero para ácido tereftálico :
Estos términos también pueden utilizarse en sistemas aromáticos heterocíclicos de seis miembros, como la piridina , donde el átomo de nitrógeno se considera uno de los sustituyentes. Por ejemplo, la nicotinamida y la niacina presentan sustituciones meta en un anillo de piridina, mientras que el catión de la pralidoxima es un isómero orto .
niacina

Véase también
Referencias
- ↑ Morrison y Boyd, Química Orgánica , Allyn and Bacon Inc, Boston, 1959. Cap. 9, pág. 250.
- ↑ Morrison y Boyd, Química Orgánica , Allyn and Bacon Inc, Boston, 1959. Cap. 10, pág. 290.
- ↑ Morrison y Boyd, Química Orgánica , Allyn and Bacon Inc, Boston, 1959. Cap. 21, págs. 573-574.
- ↑ IUPAC , Compendio de Terminología Química , 5.ª ed. (el "Libro de Oro") (2025). Versión en línea: (2006 – ) " cine-sustitución ". doi : 10.1351/goldbook.C01081
- ↑ IUPAC , Compendio de Terminología Química , 5.ª ed. (el "Libro de Oro") (2025). Versión en línea: (2006 – ) " tele-sustitución ". doi : 10.1351/goldbook.T06256
- ↑ Wilhelm Körner (1867) "Faits pour servir à la détermination du lieu chimique dans la série aromatique" (Datos que se utilizarán para determinar la ubicación química en la serie aromática), Bulletins de l'Académie royale des sciences, des lettres et des beaux-arts de Belgique , segunda serie, 24 : 166-185; ver especialmente p. 169. De la pág. 169: "On distingue facilement ces trois séries, dans lesquelles les derivavés bihidroxiliques ont leurs Terms correspondientes, par les préfixes ortho -, para - et mêta -". (Se distinguen fácilmente estas tres series – en las que los derivados dihidroxi tienen sus términos correspondientes – por los prefijos orto -, para - y meta -.)
- ↑ Hermann von Fehling, ed., Neues Handwörterbuch der Chemie [Nuevo diccionario conciso de química] (Braunschweig, Alemania: Friedrich Vieweg und Sohn, 1874), vol. 1, pág. 1142.
- ↑ Graebe (1869) "Ueber die Constitution des Naphthalins" (Sobre la estructura de la naftaleno), Annalen der Chemie und Pharmacie , 149 : 20-28; ver especialmente p. 26.
- ↑ Victor Meyer (1870) "Untersuchungen über die Constitution der zweifach-substituirten Benzole" (Investigaciones sobre la estructura de los bencenos disustituidos), Annalen der Chemie und Pharmacie , 156 : 265-301; véanse especialmente las págs. 299-300.
- ↑ William B. Jensen (marzo de 2006) "Los orígenes de los prefijos orto- , meta- y para- en la nomenclatura química," Journal of Chemical Education , 83 (3) : 356.
- Compuestos aromáticos
- nomenclatura química