Aromatické elektrofilní halogenace je organický reakční o aromatické elektrofilní substituční typu , který umožňuje přidat halogen typu substituentů na jako aromatické sloučeniny :
Některé aromatické sloučeniny, jako je fenol , mohou touto reakcí reagovat bez katalyzátoru , ale většina benzenových derivátů s méně reaktivními substituenty vyžaduje katalýzu Lewisovou kyselinou . Typické katalyzátory pro tuto reakci jsou AlCl 3 , FeCl 3 , Febr 3 a ZnCl 2 . K reakci dochází vytvořením silně elektrofilního komplexu, který bude útočit na aromatický cyklus.
Reakční mechanismus pro bromaci nebo chloraci benzenu je stejný. Železitý bromid a chlorid železitý je inaktivován v přítomnosti vody (jednoduché vlhkost vzduchu je dostačující), je nutné provádět reakci v hermeticky uzavřené sestavy s sklo prošel v troubě předem. Katalyzátor se obecně vyrábí in situ přidáním železných pilin k bromu nebo chloru. Mechanismus reakce je následující:
Nejprve brom reaguje s bromidem železitým za vzniku zwitteriontu, kde se jeden z atomů bromu stane kladně nabitým a elektrofilním. Jeden z volných dubletů benzenu poté útočí na koncový atom bromu a vytváří areniový kation . A konečně může bromidový iont působit jako báze a vytahovat další vodík, což umožňuje vznik brombenzenu.
Mechanismus pro jodaci se mírně liší: jodu (I 2 ), se nechá reagovat s oxidačním činidlem, jako je kyselina dusičná , čímž se získá elektrofilní jód (I 2 + ).
Halogenace aromatických sloučenin se liší od halogenací alkenů , které nepotřebují katalýzu Lewisovou kyselinou . Tvorba areniového iontu je výsledkem dočasné ztráty aromatičnosti, která ve srovnání s alkeny způsobí zvýšení aktivační energie .
Pokud kruh obsahuje silný aktivační substituent, jako je -OH, -OR nebo amin , není katalyzátor nutný. Můžeme uvést například bromaci p-kresolu :
Pokud se však použije katalyzátor s přebytkem bromu, vytvoří se tribromovaný derivát.
Halogenace fenolů je rychlejší v polárních rozpouštědlech v důsledku disociace fenolu za vzniku fenoxidového iontu, který je náchylnější k elektrofilnímu útoku, protože je bohatší na elektrony .
Chlorace toluenu chlorem bez katalyzátoru vyžaduje polární rozpouštědlo, jako je kyselina octová . Selektivita ortho / para je nízká:
Naopak, pokud je rozpouštědlo nahrazeno tetrachlormethanem , nedochází k žádné reakci . Na druhou stranu, pokud je reakčním činidlem 2-fenylethylamin , je možné použít relativně nepolární rozpouštědlo s výlučnou orto regioselektivitou , v důsledku tvorby chloraminového meziproduktu , což je další krok intramolekulární reakce .
Erythrosin , je jídlo barviva , mohou být syntetizovány jodací jiného barviva, na fluorescein :
Tato reakce je katalyzována hydrogenuhličitanem sodným .