Efeito indutivo no anel benzênico

Se tivermos um grupo (G - grupo genérico) já ligado a um anel benzênico e quisermos realizar uma segunda reação de substituição aromática, como uma halogenação, nitração, sulfonação, alquilação ou uma acilação de Friedel-Crafts, esses próximos substituintes serão “orientados” pelo grupo G já existente. Isso significa que o grupo G já ligado irá influenciar na reatividade (velocidade da reação) e na direção em que o próximo grupo substituinte irá se ligar no anel (sítio de ataque).

Grupo dirigente genérico que está ligado ao benzeno.

Por exemplo, existem alguns grupos, denominados ativantes, que facilitam a entrada do próximo grupo substituinte e orientam as posições orto e para do anel benzênico.

Já outros grupos, chamados de desativantes, dificultam a nova reação e orientam o grupo substituinte para a posição meta.

Grupos ativantes ou orto-para-dirigentes e desativantes ou meta-dirigentes.

Essas influências ocorrem em razão do chamado efeito eletrônico exercido pelo grupo G sobre o anel. Existem dois tipos de efeitos eletrônicos assim, que são: o efeito indutivo e o efeito ressonante. Nesse artigo será estudado apenas o efeito indutivo.*

Definição conceitual de efeito indutivo.

Assim, se o grupo G for elétron-doador, isto é, se tiver a tendência de doar elétrons para o anel benzênico, isso favorecerá a ocorrência da reação de substituição seguinte. Isso ocorre porque o grupo que irá “atacar” o anel benzênico é eletrófilo ou eletrofílico, o que significa que são íons positivos ou alguma outra espécie deficiente em elétrons com uma carga parcial positiva grande, e sua preferência é atacar regiões negativas, com excesso de elétrons. Conforme já dito, o anel benzênico está nessa situação, com alta densidade eletrônica, o que torna a reação mais fácil de ocorrer. Portanto, nesse caso, o grupo dirigente atua como um ativante ou orto-para-dirigente.

Representação de um grupo genérico elétron-doador.

Alguns exemplos de grupos elétron-doadores são o metil ou qualquer outro grupo alquila.

Já se o grupo dirigente retirar elétrons do anel benzênico, sendo denominado elétron-receptor, isso dificultará a ocorrência da reação, agindo, portanto, como desativante ou meta-dirigente. Isso acontece pelo mesmo motivo explicado para o caso anterior, o anel benzênico fica com uma menor densidade eletrônica e dificulta o ataque do eletrófilo.

Representação de um grupo genérico elétron-receptor

Exemplos de grupos que puxam o par eletrônico para si são: CN e NO₂. Tais grupos realizam esse efeito porque o átomo diretamente ligado ao anel contém uma carga parcial ou completa, conforme pode ser visto a seguir, no caso do NO₂:

   O
   ||
→ N⁺
   ||
    O

Um caso particular interessante é o dos halogênios (F, Cl, Br, I) que, apesar de serem substituintes orto para dirigentes, eles são desativantes fracos, dificultando a entrada de um segundo substituinte no anel aromático.

* Para maiores informações a respeito do efeito ressonante, veja o texto “Efeito Ressonante no Anel Benzênico”.